补充资料：晶体掺杂改性

晶体掺杂改性
crystal properties modified by doping

　　晶体掺杂改性er邓tal pro详rties modified bydoping晶体中掺入杂质以改变原来晶体的某些物理和化学性质，从而满足各种敏感器件对晶体所要求的特性(见晶体组成和设计)。自然界形成的晶体或实验室中生长的晶体，很少有不含杂质的。这些杂质可分为代位性杂质和填隙性杂质。此外，还有晶格中尚未填满的空位。激光晶体和无机功能晶体都属于离子化合物，采用的掺杂剂均为代换性杂质。考虑离子置换的主要因素是离子大小、电荷和电负性。通常，认为离子大小相差10%可进行置换，低温矿物可达15%。在晶体生长的1000一2500℃温度范围内，由于激光晶体并不需要较高的杂质浓度(约1%)和分配系数，实际上离子大小相差可高达30%。具有相同电荷的两个离子对基质置换，小的离子优于大的离子;具有相同大小的离子对基质置换，电荷大的离子优于电荷小的离子。 晶体掺杂是通过在熔体里加入掺杂剂来实现的。如对氧化物晶体使用氧化物掺杂剂，对氟化物晶体使用氟化物掺杂剂。常使用有效分配系数Kefr作为衡量离子置换难易的尺度。分配系数除依赖于掺杂离子性质外，在一定程度上依赖于生长条件和掺杂剂在熔体里的浓度。通常采用光学光谱(吸收和发光)、电子顺磁共振(ESR)和穆斯堡尔(M6ssbauer)效应等技术来研究杂质离子在晶体中的占位情况和能级跃迁机制。 掺杂改性研究在晶体材料领域内是非常普遍的。半导体锗及硅掺杂了稼、砷或其他元素，产生P型或N型半导体材料;掺铬的氧化铝(A卜03:Cra+)即红宝石，常用作大功率激光器工作物质;掺钱的忆铝石榴石(Y3A15O12:Nd“+)常用作连续激光器和高重复频率激光器的工作物质;装饰用立方氧化错通过掺杂氧化忆可获得稳定立方氧化错(ZrOZ一YZO3，88:12 mol%)，若同时掺入着色剂氧化饰可得到红色宝石，掺入氧化钻得到紫色宝石，掺入氧化铬可获得绿色宝石。锐酸锉(LINbO3)晶体是一种光电子功能材料，不仅在电光调制、光折变体相全息存储、倍频和参量振荡等方面有广泛应用，而且是最有希望的集成光学和光波导光学元件的基础材料。掺铁妮酸锉(LINbO3:Fe)晶体可用于全息存储，双掺视酸锉(LINbO3:Fe，Ce)晶体能提高晶体的存储特性，而LINbO3:Fe，Tb晶体既保留了LINbO3:Fe良好光折变性能，同时其光折变响应时间缩短，通常的杂质浓度小于0.lmol%。镁(Mg)进入晶体不仅可改变二次谐波(S HG)的相匹配温度以及减少晶体解理，同时高掺Mg(>4.smol%)能提高晶体抗光折变能力。此外，在钒酸锉晶体里某些金属扩散(如Ti)能形成波导层。 (刘建成)
　　

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