什么是人工晶体.pdf

化学前沿（1）什么是人工晶体顾名思义，人工晶体就是使用人工方法合成出的 晶体。我们生活周围的很多物质都是晶体，比如 地上的石头、沙噩。沙土颗粒虽小，人用肉眼无 法观察到它的晶面、晶形，但它却实实在在是由 晶体构成的。构成物质的原子、离子或分子在空 间作长程有序的排列，形成一定的点阵结构，就 是晶体；而内部没有长程有序排列（只有短程有 序）的物质就是非晶态固体，如玻璃、石蜡、橡 胶等。晶体通常具有规则的外形，棱角分明。制备单晶硅假象用人工股方选盒成并生长出、金刚石、食盐(NaCl)、红 宝石(A12O3:Cr)、人工合成胰岛素等。自然界已有南晶体中有 矗I翻睛髓癖量毓眯股懒匝骞木落笈期水 应已出现紧藤，后来不得不进行水晶的人工合成研究。目前我国人工合成水晶 的产量非常大，达几千吨。日本侵华时破坏性地大量开采我国 的云母矿，也造成了后来天然云母的匮乏，被迫人工合成云 母。天然金刚石价格较为昂贵，我国产量也少。目前人工合成畲刚有目士北便利久人工含盛金刚至里些吞然的处工但已育嬲 足一般性的需求。金刚石是自然界中硬度最大的物质，“没有 金刚钻，不揽瓷器活”，人工合成金刚石广泛用于各种切割工具。人工合成金刚石的产量已经成为衡量一个国家工业水平的 慰藉霸鹘蒙界灌输年猛现的)。世界上第一台激光器的工作物质就是红宝石。天然红宝 石色彩丰富，常用于制作各种首饰。但因为含有包裹体，天然 红宝石在科学研究中的应用价值不大，必须合成无包裹体的人 工红宝石供研究使用。从人体内提取胰岛素的量非常的少，人 工合成可以生长出大量的胰岛素供医药等使用。人工晶体研究的另一内容就是用人工的方法合成 并生长出自然界没有的晶体，如单质的Si与Ge、化合物的Y3Al5012、KTiOPO4等无机晶体，以及 有机晶体青霉素，硝基苯胺等。Si为半导体工业 的基础，自然界中没有单质的硅存在，人工合成 硅单晶主要是从二氧化硅中制备。Y3Al5012为目 前经常使用的激光器的工作物质，掺Nd的Y3Al5012激光器能发射1064nm的激光。KTiOPO4,简称为KTP,是一种性能优良的非线 性光学晶体。这类化合物在天然界中都不存在，人们一般通过先合成后制备的方法来生长出单 晶。1、人工晶体在高科技发展中的重要性 人类发展的历史就是一部人类对材料的使 用发展史。在原始社会，人类只会使用简 单材料如木头、石头等做工具。慢慢发 展，人类就学会了使用青铜器、铁器等。随着材料的不断更新，促进着人类社会的 不断发展与变革。人们往往用材料来划分 历史时期，如：“石器时代，“青铜器时 代，“铁器时代”等等，可见材料在人类发展 过程中的重要性。人工晶体的研制与使 用，同样在科技领域内起到了关键的作 用。第一次世界大战时，出现了使用压电水晶 制作的谐振器应用于发报机中，二战时这 已被普遍采用，开创了现代通讯的新时 代。硅单晶及集成技术的成功，把人类带入方 兴未艾的现代计算机时代。计算机的运算 速度越来越快，并将会出现量子计算机、光子计算机等采用新运算方式的计算机，但硅单晶在计算机中的重大贡献却不容置 疑。1960年，红宝石（Cr:A12O3）晶体中首次实现 激光输出，标志着光电子时代的来临。2、人工晶体的分类人工晶体的分类人工晶体按照功能不同，可粗略分为半导体晶体，激光晶体，非线 性光学晶体，光折变晶体，闪烁晶体，电 光、磁光、声光调制晶体，压电晶体，红 外探测晶体，光学晶体，双折射晶体，宝 石晶体与超硬晶体等十二类。3、带来信息技术革命的晶体-半导体晶 体半导体是指电阻率介于典型的金属和典 型的绝缘体之间的一类物质，其电阻率在10-2至107欧姆/厘米之间。最常见的半导体晶体是周期表上第IV主族的硅(Si)和错(Ge),此外还有IIIV族的碑化镜(GaAs)、睇化锢QnSb)和HVI族的硒化锌(ZnSe)等o电子迁移率是衡量半导体运算速度的 标志，其数值越大，半导体的运算速 度就越高。硅的电子迁移率比错大，但它在半导体中并不是最大的。如果 把硅的运算速度比作时速为60公里的 汽车，碑化钱就是时速为300公里的高速火车，而锦化锢则是时速为3000公里的火箭。虽然硅的运算速度不高,但硅比碎化铁、睇化锢易于生长，所以半导体工业中使用最多的还是硅单 晶。通过电子管计算机与使用硅单晶做为器件 的微机性能的比较（见下表硅在计算 机时代中的重要性可见一斑。1946年电子管计算机与1976年微机的对比 指标电子管计算机微机对比体积/立方英尺 30,0000.001106功耗/千瓦1400.00255.6 X104重量/吨300.0056.0 X103全 面平均故障时间几个小时几年104电子管是第一代半导体器件，在电子管后 人类发明了集成电路。第一块集成电路诞 生于1958年，随着集成度的不断增大，大规 模集成电路与超大规模集成电路相继涌 现。1968年人类可在米粒大小的硅片上集成 1000多个晶体管，至1978年，在同样大小的 硅片上就可以集成15.6万个晶体管了。但 是，由于量子效应的存在以及硅单晶自身 性质的缺陷，集成电路的发展已接近极 限。.图21半导体器件的发展 3、带来信息技术革命的晶体-半导体晶体 一些半导体晶体下图是半导体晶体的晶格常数和能带隙。半 聂伟助黄职辞唐江发射的光波的淳长草短 b 常用的爱先军单体为GaAs、InP目前发 展的GaN半导体带隙宽，可发射蓝光，是半曾体研久中胞机1 胸22率导体晶体 图2-3.硅单晶 图2-4.硅片的切割落常数和能带隙图24.硅片的切割图22.半导体晶体的晶格常数和能带隙图23.硅单晶 3、带来信息技术革命的晶体-半导体晶体 氮化物L第三主族氮化物短波区光电子器件最有潜力2.高质量膜很难生长3.在GaN和失陪衬底之间插入低温沉积过渡层薄膜4.实现了 P型氮化物并可控制N型氮化物的电导率碳化硅SiC1.大功率器件2.较一般的半导体可承受510倍的电压3.使用温度较提高几百度4.功率损失为一般的半导体10分之一5.过去的十年SiC体晶的生长发展迅速6.带动了外延及器件的飞速发展 ZnO1.蓝光和近紫外发光二极管2.通常在蓝宝石衬底上外延一层 GaN过渡层，然后再外延ZnO3.蒸汽压太高，无法用提拉法生4.顶部籽晶法熔剂法生长ZnO晶 底r5尺寸 15 X 18 X 3mm3 四元体系材料AlGalnP的涵盖的波长范围：-570nm的黄光-590nm的橙光620nm的红光GaN 和 GalnN：-450nm的蓝光-525nm的蓝绿光肾恕盟目以涵该所有的可见光。图25.红、绿、蓝半导体发光二极管 4、激光晶体简单地讲，激光晶体就是能够发射出激光的晶体。最早 使用的激光晶体是掺格的红宝石晶体（Cr:A12O3）,现在 用得最多的是掺钛的铝铝石榴石（Nd:YAG）o图26为固体激光器示意图，它主要由闪光灯、激光工作 物质（较多使用的是激光晶体）和反射镜腔片组成。反射 镜表面镀有薄膜，鲁片为全反射镜，另整片为透射反射 镜，两片镜片组成光学谐振腔。当激光晶体受到氤灯泵浦 后，物质内原子受到光激发成为激发态。只要有一个原子 产生自发辐射，则这一辐射光将诱发邻近原子产生受激辐 射。不垂直于反射镜的受激辐射将穿过工作物质边界外泄 消失，只有垂直于反射镜的受激辐射被反射镜反射折回，重新通过激活介质并被放大。经多次反复振荡，最终形成 强大的受激辐射光，即激光。图2-6.固体激光器示意图4、激光晶体目前使用最多的激光晶体有A12O3:Cr3+、Y3A15O12:Nd3+与 YVO4:Nd3+。主要的激光晶体及它的一些基本性能晶体 振荡 波 长(mm)工作温度(K)阈值能量(J)泵浦波长(mm)激光底迁A1203:Cr3+0.69293001000.35-0.692E 4A2MgF2:Ni2+1.62377 1500.4-1.43T2 一4A2CaWO4:Nd3+0.9145774.60.4-0.54F3/2-4I9/2YA103:Nd3+1.3400300100.5-0.94F3/24I13/2Y3A15O12:Nd3+0.94601.06415 300300380.4-0.90.5-0.94F3/2 4I9/2LiYF4:Nd3+1.04713000.4-0.94F3/2-4I13/2YV04:Nd3+1.0664300600.5-0.94F3/24Ill/2A12O3:Ti2+4F3/2-4111/2图27.YAG激光晶体图28.美国生长的掺倍氟锂锯钙晶体 5、变频晶体非线性光学晶体非线性晶体具有非线性光学效应，它可使 激光的波长发生变化。激光晶体辐射的激 光波长多为红外光，通过非线性晶体变频 后能变为可见光。非线性晶体拓宽了激光 波段，可使激光得到更有效的应用。比如 红外激光经非线性晶体倍频后成为绿光，绿光可用于水下通讯、光盘存储等方面。5、变频晶体-非线性光学晶体非线性光学晶体最主要的用途就是对激光的倍频 作用，产生二次谐波。二次谐波的发生有两种情 形，一种是激光腔外倍频，一种是腔内倍频。国 际上首次发现的激光倍频效应实验采用的就是腔 外倍频,如图2-11。1966年Franken首次将红宝石晶体所产生的激光束 入射到石英晶体，实验过程中发现两束出射光，一束是原来入射的红宝石激光，其波长为 694.3nm；而勇一束就是倍频无，箕波登为 347.2nmo当时，红宝石激光倍频的效率很低，只 有10-8。图2 PbWO4等。为了进行高能粒子的研究，国际上建造了 越来越多的对撞机与加速器，其中需要闪 烁晶体作靶以捕作高能粒子的踪迹。丁肇 中教授领导的西欧核子研究中心在建设正 负电子对撞机时需要十几吨的BGO闪烁晶 体（即错酸秘，分子式为Bil2GeO20）作 靶，为此在世界范围内进行了招标。我国 硅酸盐研究所生长的BGO晶体因尺寸大、质量优而战胜法、日、美等国成功夺标，从而我国几乎独占了这一方面应用的国际 市场，也为中国的人工晶体赢得了声誉。8、电光、磁光、声光调制晶体电光晶体在电场作用下，某些晶体的折射率会发生变 化，利用这种性质，可对入射到晶体中的光束的 强度、相位以及光束的出射方向进行控制，此种 晶体称为电光晶体。电光晶体最重要的用途是作光调制器。，电 光晶体放在两片正交偏振片之间，在检偏振片的 前面插入一片1/4波片。当激光通过时，加在晶体 上的交变电压使折射率发生变化，通过晶体的偏 振光发生相位差，引起出射光强度变化。这样，只要将电信号加到电光晶体上，激光便被调制成 载有信息的调制光。图2-22.电光晶体的光调制方式示意图 声光晶体当超声波通过某些晶体时，晶体内会产生弹性应 力，使晶体折射率发生周期性变化，形成超声光 栅，光通过时就会发生衍射，此种晶体叫声光晶 春。利用声光晶体可以制作声光偏转器、声光调制器、声光滤波器等，声光器件在信息处理方面也有重要 应用，如脉冲压缩、光学相关器和射频频谱分析 等。金刚石是比较好的声光晶体，但因价格昂贵，使用 较少。目前所用的声光晶体中最重要的是TeO2和 PbMoO4,激光打印机中用于偏转激光束的晶体使 用的就是TeO2。这两种晶体主要有中国科学院上海 硅酸盐所研究，他们可生长出大尺寸高质量单晶，产品出口日、美。二jjpF-图223.用声光晶体调制激光原理 9、会唱歌的晶体-压电晶体当对某些晶体挤压或拉伸时，该晶体的两端就会 产生不同的电荷，这种晶体就叫压电晶体。当 然，产生的电荷的量是非常少的，但却是仪器可 以检测到的，并能够加以利用。手表中用于稳定 频率的谐振子就是用水晶这种压电晶体制作的。压电晶体只有按照一定的方向切割，才具有压电 效应。切割方向不同，对晶体的压电效应影响很 大。如果在特定方向的压电晶片上镀上电极，加 上交流电，则压电晶片会作周期性的伸长或缩 短，产生振荡，如同人唱起歌来一样。水晶的压电效应并不是最好，但因价格较 便宜，稳定性与机械强度很好，至今仍是 用量最多的一种压电晶体。人工合成水晶 主要是在高压釜中生长，一次可以生长大 批的水晶。压电晶体的性能参数中耦合系数、压电常 数等比较重要。例如耦合系数，表示当一 定的电压加在晶片上时，电能转化为振动 声能的百分率。水晶的耦合系数比较小，在下表中锯酸锂晶体的耦合系数最高，其 它晶体的耦合系数也不是太好。目前有一 种新的压电晶体，银镁酸铅钛酸铅，其耦 合系数可以达到90%。10、黑夜中的千里眼-热释电晶体在温度变化时，某些晶体由于结构上的非对称性，能 在某一结晶学方向上引起正负电荷重心的相对位移，改变其自发极化状态，从而在该方向两边产生数量相 等、符号相反的束缚电荷，具有这种性质的晶体称为 热释电晶体。热释电晶体一个重要的用途就是制作火车轮轴的温度 测量系统。火车的车轮安装不当和超负荷运转时都会 产生大量的热量，易造成事故。热释电晶体可将产生 的热量转化为电信号，检测电信号的大小就可以知道 轮轴的温度，判断是否达到了使用的极限以进行控 制。目需使用较多的热释电晶体是TGS（硫酸三甘氨酸）与LiTaO3（铝酸锂）。火车轮轴的温度测量系统中 使用的热释电晶体就是LiTaO3。(a)图225(a).人工合成的水晶(b)11、光学晶体有宽的光谱透过能力的晶体，称为光 学晶体。主要用作光学仪器中的备种 光学窗口、棱镜透镜、滤光和偏光元 件等。如氟山钙可用作导弹的头罩。氟化钙 能够搜集导弹欲攻击目标发出的红外 线，因此可以追踪攻击目标。图2-29.氟化镁晶体与切片图2-30.导弹及光电对抗窗口材料系列 12、双折射晶体 13、宝石晶体有极高的硬度、奇特的星彩闪光或艳丽 颜色的晶体，是大家所熟悉的宝石晶体。立方氧化错（图2-32）的硬度仅次于金刚 石，折射率也相当大，可以有很高的星彩 效应。图233是用氧化错晶体制作的孔雀,由于不同的掺杂，显现出不同的颜色。除金刚石外，其它宝石主要是人工合成 品。人工合成金刚石已达到宝石级尺寸，但因价格十分昂贵，尚未进入市场。图2-3N人工合成的氧化错晶体图2-34.ZrO2陶瓷制成的永不磨损表件图2-33.人工合成氧化错制作的饰品 14、无坚不摧的晶体-超硬晶体金刚石是目前世界上所发现的硬度最大的物质。金刚石与石墨是同素异型体，都是由碳元素组成。石墨为层状结构；金刚石为立体网状结构二图2-36.石墨的晶体构造钻石彩色闪光的原因是什么呢？众所周知，白光 可看成有红、橙、黄、绿、青、蓝、紫七色光组 成。人们将宝石切磨出多个侧面，由于色散的存 在，一束白光入射宝石后，会分解出不同的色 光，经宝石反射或透射后的白光就会出现五颜六 色的彩色闪光，这就是钻石星彩效应的成因。Graphite图235.金刚石的晶体构造图236.石墨的晶体构造图2-37.钻石彩色闪光的原因人工合成的金刚石粒度较小，如图中仅半个毫米左右。砂轮与切割机 的锯片所要求的金刚石颗粒很小，约几百目，称之为金刚石磨料，所 以人工合成金刚石主要应用在工业方面。目前，美国已能合成出两克 拉重的金刚石，约56mm大小。但因生长条件苛刻，周期长，其成本比天然金刚石还昂贵。图2-38.人工合成的金刚石图239(abc.d).金刚石切剖工具金刚石膜的研究是目前比较热门的课题。但是人工金刚石薄膜当前还主要只利用其机械性能，其光 学、电学性能尚未得到很好的开发。在电学性能的研究方面，金刚石膜的P型掺杂早已实现，据最新报道，日本科学家通过掺入硫，已实现金刚石的n型掺杂。15人工晶体的研究领域研究人工晶体的合成及晶体的生长工艺。研究人工晶体的切磨抛镀等冷加工工艺。研究晶体生长设备和温度、生长速率等控制系统。研究晶体结构（晶胞参数、点阵、空间群、键参 数、结构基元等），晶体物理化学性能（力、热、光、声、电、溶剂、溶解度、杂质分凝系数等）以 及晶体功能特性。开拓人工晶体的应用领域。改进成熟晶体，探索新型人工晶体。人工晶体的制备 1、简介人工晶体的制备实际上就是把组成晶体的基元（原子、分子或离子）解离后又重新使它们组合的过程。按照晶体 组分解离手段的不同，人工晶体的制备有三大类。溶液法-使晶体原料溶解在溶液中，具体地包含有水溶 液法、水热法与助熔剂法。水溶液法在常压下生长晶体，温度约为八、九十摄氏度；水热法是在高温高压下生长；而助熔剂法则是在常压高温下生长晶体。熔融法一使晶体原料完全熔化，包含有提拉法、堪蜗相 对移动法、区熔法、基座法、冷生期法与焰熔法等。气相法使晶体原料蒸发或挥发，包含有化学气相沉积 与射频溅射两种方法。2、水溶液法水溶液法的基本原理是将原料（溶质）溶 解在水中，采取适当的措施造成溶液的过 饱和状态，使晶体在其中生长。图31为水溶液法中利用降温法生长晶体的装置，前面提及的磷酸二氢钾（KDP）、磷酸二气钾（DKDP晶体就是使用这种装 置生长的。图3水浴育晶装置 KDP晶体虽然有非线性系数小、易潮解等缺点，但却易于 生长，能满足激光核爆模拟所要求的特大尺寸。因此，到 目前为止，能应用于激光核聚变等研究的高功率系统中的 晶体，也仅仅只有KDP。I11 I I I 图3或.日本大阪大学生长的KDP晶体 3、水热法、水贰族是一种在高温高压下从过饱和水溶液中进行结晶 的方法。工业化批量生长水晶即采用这种方法。晶体生长 在特制的高压釜内进行，晶体原料放在高压釜底部，釜内 添加溶剂。加热后上下部溶液间有一定的温度差，使之产 去到通江管底部的高温饱和溶液带至低温的籽晶区形成过 布和而结晶。图33.水热法生长的水晶晶体 图3-4.水热法生长晶体主要装置美国人最初生长的KTP晶体线度约10mm,是在3000大气压、800下于内径仅38mm的高压釜内生长的。KTP晶 体非线性系数大，透光波段宽，化学性质稳定，机械性能取优良江卷二种缝合隹能非富 可在较宴时间内，蒋KTP靠KTP奥体，打破了美国的垄断并返销到美国，为国家争得了荣 图3.5.杜邦公司用水热法生长的晶体样品 图36杜邦公司用来生长KTP晶体的装置图3力.杜邦公司用水热法生长的晶体样品及装置美国科学家进行波导实验需要20X30mm2 的KTP晶体的Z切片，但是他们生长的KTP 晶体只能切割出89mm大小的Z切片，于 是只好在国际上寻找大尺寸的KTP晶体，最终发现我国人工晶体研究所生长的KTP 晶体能满足其需求，不得不从我国进口。图3-7.助溶剂法生长的KTP晶体图38.助溶剂法生长的KTP晶体4、焰熔法焰熔法，又称Verneuil法，是在1890年由法国科学 家Verneuil发明的，用于生长人工宝石。下图是焰 熔法生长宝石装置示意图。料锤周期性地敲打装 在料斗里的粉末原料，粉料从料斗中逐渐地往下 掉，落到位置6处，由入口4和入口5进入的氢气氧气形成氢氧焰，将粉料熔融。熔体掉到籽晶7上,发生晶体生长，籽晶慢慢往下降，晶体就慢慢增 长。使用此方法生长的晶体可长达1m。由于生长速度较快，利用该法生长的红宝石晶体 应力较大,只适合做手表轴承等机械性能方面。图3-11.焰融法生长金红石图3-12.金红石晶体 5、提拉法提拉法，是被普遍采用的晶体生长方法。它是将原料放在钳或钺牛期中加热熔化，在适当的温度下，将籽晶浸入液面，让熔 体先在籽晶的末端生长，然后边旋转边慢 慢向上提拉籽晶，晶体即从籽晶末端开始 逐渐长大。目前，使用最多的激光晶体 Nd:YAG就是采用此法生长的。图3-13.提拉炉实物图3-14.提拉法生长YAG晶体 6、熔剂法对于熔点太高，或未到熔点即分解的 晶体，采用加助熔剂的方法将其熔点降下 来生长，改为熔剂法。很多非线性光学晶 体。例如KN、KTP、BO、LBO等，都是 用这种方法生长的。图3/7.锯酸钾晶体图3-18.BBO晶体图319.CLBO晶体 7、底部籽晶法图3-20为底部籽晶水冷实验装置示意图。与 提拉法相反，这种生长方法中堪埸上部温 度高，下部温度低。将一管子处在堪蜗底 部，通入水或液氮使下面冷却，晶体围绕 着籽晶从堪烟底部生长。8、玷期下降法 炉膛上部温度高、下部低，在隔板上方温度都高于熔点，在隔板处达到结晶温度。晶体生长开始时，生蜗全部在隔板上方,待珀期中的原料全部熔融后，由托架带动珀期下降，到达隔板处，熔融的原料结 晶。珀期不断下降，熔体不断结晶，晶体 慢慢长大。9、升华法加华法是气相法生长晶体的一种，其装置 示意图如图所示。僦气为输运介质，热端 原料与掺杂剂加热后挥发，在氨气的输运 下到达冷端重新结晶。升华法生长的晶体 质量不高，为薄片状。图324.升华法生长碳化硅图325.碳化硅晶片 10、冷塔蜗法人工合成氧化错即采用冷堪堪法，因为氧化错 的熔点高（2700）,找不到合适的塔烟材 料。此时，用原料本身作为堪竭”进行生长，装 置如图326所示。原料中加有引燃剂（如生长氧化错时用的错片），在感应线圈加热下熔融。氧化错在低温时不导电，到达一定温度后开始导热，因此错片附近的原料逐渐被熔化。同时最外 层的原料不断被水冷套冷却保持较低温度，而处 于凝固状态形成一层硬壳,起到生竭的作用，硬壳内部的原料被熔化后随着装置往下降入低温区而 冷却结晶。11水平区熔法水平区熔法实验装置示意图如图327所示。熔区被限制在加热器加热的狭小范围内,绝大部分的原料处于固态。加热器从一端向另一端缓慢移动，熔区也缓慢移动，晶体逐渐生长。水平区熔法的主要用途在于 材料的物理提纯。加热器不断地重复移 动，杂质被逐渐赶到一边，原料从而得到 提纯。该法的创始人是美国人Pfanm硅单 晶生长初期的提纯即采用此法。13、分子束外延生长分子束外延技术是目前生长 半导体晶体的主要方法。分子束 外延生长室简图如图3-29所示，Ga、As、Al源加热后可向外发射 气态原料，然后在GaAs衬底上 沉积生长出晶体。分子束外延设备是生长半导体超晶格的关键设 备，结构复杂，价格昂贵。所用的原料纯度非常 高，这种设备在国外已经普及。图330.VG Semicon公司生产的V80H MBE设备的示意图 图331.V100生产型分子束外延设备 14、iWj 温 iWj 压法高温高压法可以得到几万大气压，1500左右的压力和温度，是 生长金刚石，立方氮化硼的方法。目前，高温高压法不但可以生长磨 料级的金刚石，还可以生长克拉级的装饰性宝石金刚石。金刚石底膜可用化学气相沉积方法在常压下生长。图3-32.两面顶高温高压设备结构图图3-33.四面顶高压机（左）及六面顶高压机（右）的示意图图3-35.六面顶高压腔及其试验件图3-36.人工晶体研究院研制的6000吨压机图3-37.人造金刚石车间图334.钢丝缠绕高压模具图3-38.重量近3克拉的人造金刚石图339.德拜尔公司在1991年合成的14克拉单晶钻石图338.重量近3克拉的人造金刚石图340.南非德拜尔公司合成的金刚石薄膜窗口 图341,微波CVD生长金刚石薄膜的不同设计新型人工晶体的探索的几个主要方面:对各种类型晶体的要求不同功能的晶体，其要求不同。如激光晶体要求荧光寿命长，发光截 面大，量子效率高，导热性好等。非线性光学晶体要求非线性系数 大、耐激光损伤阈值高，能进行相位匹配等。晶体内部结构与物理功能之间的联系想编雷博酷学鬻轨嵬幡黎购的锯酸钾；NbO6 八晟 晶图4-1.立方相锯酸钾(KNbO3)晶体晶胞图4-2.四方相锯酸钾晶体结构分子设计非线性光学晶体的探索尝试非线性光学晶体必备的结构条件为无对称心，在有机分子剪裁和组装 方面已取得初步进展。但对于无机分子来说，当堆积成晶体时，并不 酬就鹦畲替骤懿心例襄非线性晶体进行分子图4-L立方相锯酸钾(KNbO3)晶体晶胞图4-2.四方相锯酸钾晶体结构