雜質與組成對鈮酸鋰晶纖生長以及結構之影響

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Title:	雜質與組成對鈮酸鋰晶纖生長以及結構之影響
Authors:	賴彥志;Yan-Zhe Lai
Contributors:	機械工程研究所
Keywords:	鈮酸鋰;晶纖生長;熱張力對流
Date:	2000-07-10
Issue Date:	2009-09-21 11:32:14 (UTC+8)
Publisher:	國立中央大學圖書館
Abstract:	這個研究是使用雷射加熱提拉法(LHPG)來生長摻雜氧化鎂、氧化鐵以及化學計量配比的鈮酸鋰晶纖：在靜態熔解實驗中，我們發現了，鈮酸鋰在摻雜氧化鎂含量3mol%以上後，熔區會呈現縮放的振盪性運動，而且7mol%以上的摻雜量，會容易使熔區因嚴重頸縮變形而完全固化。在實際晶纖生長時，由於非穩態熱張力對流會對生長固液界面產生振盪性的擾動，因此鈮酸鋰晶纖內部會產生由雜質偏析所導致的條紋式鐵電域結構；此外，非穩態的振盪也會影響調制雷射所產生鐵電域的週期穩定性；為減小非穩態熔區對晶纖生長所造成不穩定的程度，降低拉速、縮小生長直徑，以及較短熔區長度的控制是必須的。相較於摻雜氧化鎂所造成的生長不穩定，摻雜氧化鐵反而會降低熔區熱張力對流強度，而且由於表面張力的提高，增加了晶纖生長時的長晶角，因此晶纖生長會隨著氧化鐵的添加量而更趨穩定，不過，太高的添加量則會造成晶體有較大的殘留應力以及氣泡包覆等問題。在生長化學計量配比的鈮酸鋰時，我們證實了利用雷射加熱提拉法的高生長速率特點，並無法直接由熔液生長出非共熔配比的介穩態晶纖，化學計量配比的鈮酸鋰的生長，仍然是遵循著平衡相圖的概念；隨著生長過程時表面張力的減小，會造成毛細力所引起的濕透現象產生影響熔區穩定，加上熔區會產生類似摻雜氧化鎂所導致的對流不穩定，因此長晶穩定度會比共熔配比生長要來的差；而在動態穩定學分析中，我們也證實了a軸鈮酸鋰晶纖的生長會比c軸晶向生長更傾向於穩定熔區。最後，有關於型態的穩定性方面，我們發現，c軸鈮酸鋰晶纖有可能會受到氣泡以及雷射非均勻加熱的影響，而產生外圍刻面以及壓縮面和突起結構這類型的異向性非平衡生長。
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