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第1章 历史回顾 1

1.1 早期工作 1

1.2 下降法生长卤化物单晶 2

1.3 下降法生长半导体单晶 3

1.4 下降法生长氧化物晶体 5

参考文献 9

第2章 闪烁晶体锗酸铋、硅酸铋及其混晶 11

2.1 概述 11

2.2 锗酸铋晶体 12

2.2.1 晶体生长 12

2.2.2 晶体缺陷 14

2.2.3 晶体性能 15

2.2.4 应用举例 20

2.3 硅酸铋晶体 21

2.3.1 Bi203-SiO2赝二元系相图 21

2.3.2 原料合成 22

2.3.3 晶体生长 23

2.3.4 生长缺陷 24

2.3.5 闪烁性能及掺杂改性 26

2.3.6 其他物理性能 28

2.3.7 BSO晶体应用 29

2.4 硅锗酸铋混晶 31

2.4.1 固溶特性 31

2.4.2 晶体生长 32

2.4.3 闪烁性能 33

参考文献 34

第3章 四硼酸锂压电晶体生长与应用 39

3.1 概述 39

3.1.1 压电晶体 39

3.1.2 四硼酸锂晶体 39

3.1.3 四硼酸锂晶体生长 40

3.2 坩埚下降法生长 43

3.2.1 原料合成 43

3.2.2 下降法生长 44

3.2.3 工业化生长 46

3.3 晶体缺陷 48

3.3.1 气泡和包裹物 48

3.3.2 串芯与云层 48

3.3.3 开裂 49

3.3.4 孪晶 49

3.3.5 位错及其他缺陷 50

3.4 物理性能 51

3.4.1 基本性能 51

3.4.2 压电性能 51

3.4.3 光学性能 53

3.4.4 其他物理性能 54

3.5 SAW性能及应用 55

3.5.1 SAW性能 55

3.5.2 晶片加工 57

3.5.3 SAW器件 57

3.6 总结与展望 58

参考文献 59

第4章 卤化物晶体坩埚下降法生长与闪烁性能 62

4.1 概述 62

4.2 NaI： Tl晶体 63

4.2.1 晶体生长 63

4.2.2 NaI：Tl晶体的闪烁性能 64

4.3 碘化铯 64

4.3.1 晶体生长 64

4.3.2 碘化铯晶体的闪烁性能 66

4.4 BaF2晶体 67

4.4.1 晶体生长 67

4.4.2 晶体性能 67

4.5 PbF2晶体 68

4.6 Sr12：Eu晶体 69

4.6.1 晶体生长 69

4.6.2 晶体性能 70

4.7 稀土卤化物闪烁晶体——LaC13：Ce和LaBr3：Ce 71

4.7.1 晶体生长 71

4.7.2 晶体性能 72

4.8 展望 73

参考文献 74

第5章 钨酸铅闪烁晶体及其在大科学工程中的应用 76

5.1 概述 76

5.2 PWO晶体的结构特性与缺陷 77

5.2.1 PWO晶体的结构 77

5.2.2 PWO晶体的缺陷 79

5.3 PWO晶体生长 81

5.3.1 PWO晶体的提拉法生长 82

5.3.2 PWO晶体的坩埚下降法生长 83

5.3.3 PWO晶体的坩埚下降法生长设备 83

5.3.4 PWO晶体的坩埚下降法生长工艺及优化 84

5.3.5 PWO晶体定向与加工 87

5.3.6 PWO晶体生长工艺参数总结 89

5.4 PWO晶体闪烁性能 89

5.4.1 PWO晶体的发光和光输出 89

5.4.2 PWO晶体的发光衰减 91

5.4.3 PWO晶体的辐照硬度 92

5.5 PWO晶体的掺杂效应 94

5.5.1 一价、二价阳离子掺杂 94

5.5.2 三价阳离子掺杂 95

5.5.3 高价（五、六价阳离子）掺杂 96

5.5.4 一价阴离子掺杂 96

5.6 高光输出PWO晶体研究 96

5.7 PWO晶体的应用与展望 98

5.7.1 高能物理 98

5.7.2 医用闪烁体 99

5.7.3 Cherenkov辐射体 99

5.7.4 光电子应用 99

5.7.5 快离子导体材料 99

参考文献 100

第6章 弛豫铁电单晶生长与表征的进展 103

6.1 概述 103

6.2 弛豫铁电单晶的生长 104

6.2.1 PZN-PT和PMN-PT 104

6.2.2 高居里温度的弛豫铁电-PT二元系晶体 107

6.2.3 高居里温度的弛豫铁电三元系晶体 109

6.3 弛豫铁电晶体的表征 110

6.3.1 晶体取向对性能的影响 110

6.3.2 电场引发的相变 113

6.3.3 外部直流偏压下的介电性能 115

6.4 商业应用和未来展望 116

6.4.1 单晶压电驱动器 116

6.4.2 医学超声成像换能器 116

6.4.3 声呐换能器 116

参考文献 116

第7章 闪烁晶体钨酸镉坩埚下降法生长研究 120

7.1 闪烁晶体钨酸镉的研究进展 120

7.1.1 概述 120

7.1.2 晶体结构 121

7.1.3 基本性能 121

7.1.4 晶体生长方法 122

7.2 闪烁晶体钨酸镉的坩埚下降法生长 124

7.2.1 多晶料制备 124

7.2.2 晶体生长 125

7.2.3 若干生长技术问题 126

7.2.4 晶体缺陷 127

7.2.5 性能表征 131

7.2.6 掺杂晶体的研究 135

7.3 总结 135

参考文献 136

第8章 中红外非线性光学晶体磷化锗锌和砷化锗镉的生长与表征 138

8.1 概述 138

8.2 ZnGeP2晶体 139

8.2.1 ZnGeP2晶体的结构 140

8.2.2 ZnGeP2晶体的生长 140

8.2.3 ZnGeP2晶体的缺陷 143

8.2.4 ZnGeP2晶体性能与应用 148

8.3 CdGeAs2晶体 152

8.3.1 CdGeAS2晶体的结构 152

8.3.2 CdGeAS2晶体的生长 153

8.3.3 CdGeAS2晶体的缺陷 156

8.3.4 CdGeAS2晶体的应用 160

参考文献 161

第9章 日本氧化物晶体坩埚下降法生长研究 164

9.1 概述 164

9.2 磁性应用Mn-Zn铁氧体单晶 164

9.2.1 概述 164

9.2.2 传统坩埚下降法生长Mn-Zn铁氧体单晶 165

9.2.3 坩埚下降法连续进料晶体生长 166

9.2.4 小结 168

9.3 闪烁探测器用钨酸铅PbW04（PWO）单晶 168

9.3.1 概述 168

9.3.2 晶体生长 168

9.3.3 生长方向和坩埚厚度 169

9.3.4 熔体成分效应 170

9.3.5 X射线衍射分析 171

9.3.6 小结 171

9.4 Bi4 Si3O1 2 （BSO）单晶生长 172

9.4.1 概述 172

9.4.2 小尺寸BSO晶体生长 172

9.4.3 大尺寸BSO晶体进展 175

9.4.4 Ce掺杂提高BSO晶体辐照硬度 177

9.4.5 小结 179

9.5 Nd掺杂BSO——一种新型的激光晶体 179

9.5.1 概述 179

9.5.2 Nd掺杂BSO晶体生长 179

9.5.3 光学性能和寿命测试 180

9.5.4 小结 181

9.6 声波器件应用大尺寸Li2 B4 07 （LBO）晶体生长 181

9.6.1 概述 181

9.6.2 LBO主要性能 181

9.6.3 下降法晶体生长 182

9.6.4 小结 185

9.7 总结 186

参考文献 186

第10章 坩埚下降法技术创新 189

10.1 概述 189

10.2 改进型坩埚下降法 189

10.3 助熔剂-坩埚下降法 191

10.3.1 通气诱导成核 191

10.3.2 ZnO晶体生长 192

10.3.3 PZNT晶体生长 194

10.4 底部籽晶法生长技术 197

10.4.1 底部籽晶法 197

10.4.2 PZNT晶体生长 197

10.4.3 SLN晶体生长 198

10.5 高温坩埚下降法生长蓝宝石 199

10.6 定向凝固生长大尺寸硅单晶 201

10.7 冷坩埚法生长钇稳定氧化锆 203

10.8 多坩埚下降法生长GaAs单晶 205

参考文献 207