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硫脲硫酸锌晶体({Zn[CS(NH2)2]3SO4},即ZTS晶体)作为金属有机配合物类型的非线性光学晶体的典型代表,具有非线性光学系数高、光透过范围宽、激光损伤阈值高和角度灵敏性低等性能优点。另外,ZTS晶体的物理化学性能比较稳定、机械强度高且易于合成,因此,ZTS晶体的生长和制备过程越来越受到人们的重视。目前,国内外学者对ZTS晶体的研究主要集中在添加剂对晶体光学性能、晶体质量以及添加剂对晶体宏观生长速度的影响方面,而对ZTS晶体微观生长动力学方面的研究较少,特别是通过光学显微镜观测不同pH值溶液和不同溶液供应速度下ZTS晶体(100)面的台阶平均推移速率,以及与此相关的台阶生长动力学的研究还未见相关报道,而这种微观生长动力学的研究可以指导宏观晶体的生长。有鉴于此,本课题对ZTS晶体在不同条件下台阶生长动力学和生长质量进行研究,主要内容和结论如下:①对不同pH值溶液中ZTS晶体的溶解度进行测定并绘制出溶解度曲线,发现ZTS晶体的溶解度随着温度的升高而逐渐增大,但是溶解度温度系数较小;在相同温度下(特别是高温下),pH值对ZTS晶体的溶解度几乎没有影响。②不同pH值下(4.2、4.9、5.5)ZTS溶液亚稳区宽度的测定结果表明:与未改变溶液pH值(pH=4.9)相比,ZTS溶液的pH值无论是调高还是调低,ZTS溶液的亚稳区宽度都会变宽,并且同一pH值下,随着温度的升高,溶液的亚稳区宽度也会随之增大。③利用光学显微镜对不同条件下ZTS晶体(100)面台阶平均推移速率的变化进行研究。从台阶平均推移速率V随pH值的变化曲线上分析得到:在pH=4.2时台阶平均推移速率达到最大;从纯ZTS溶液(pH=4.9)中台阶平均推移速率V随过饱和度σ的变化曲线可以确定:ZTS晶体存在的过饱和生长死区σd=2%和临界过饱和度σ*=4%,并计算出不同过饱和度阶段台阶动力学系数β1和生长单元相互融合的活化能E。④根据不同pH值溶液中台阶平均推移速率V随过饱和度σ的变化曲线,计算出不同pH值溶液下的台阶动力学系数β1和生长单元相互融合的活化能E。同时还发现溶液供应速度对台阶平均推移速率V有直接的影响,当溶液供应速度s≈1.2ml/min时,台阶平均推移速率V达到最大。⑤通过对不同pH值溶液中生长出ZTS晶体的位错观察和红外光谱实验发现:pH=4.2时的位错蚀坑密度最小,透过率最大,即晶体的质量得到了提高。