摘要：ZTS（三硫脲硫酸根合锌{Zn[CS(NH2)2]3SO4}）晶体属于金属有机配合物，是一种性能优良的半有机非线性光学晶体，其具有大的非线性光学系数、高的激光损伤阈值、宽的光透过范围和低的角度灵敏度等优点，所以能够被广泛运用于二次谐波发生和高功率激光频率转换等领域。另外，ZTS晶体还有一些其它的显著优点，生长所需要的原料低廉，物理化学性质稳定，常温下不易潮解，机械强度较高，也便于切割加工。随着越来越多的学者对ZTS晶体的深入探讨，相信它的运用前景会更加广阔。以ZTS晶体被发现到现在，各国学者对其探讨就一直持续着，不过探讨重点主要集中在对各种条件下（包括各种有机物、无机物的掺杂和pH值的转变等）生长出的ZTS晶体性能的检测浅析上。由于ZTS晶体适合在水溶液中生长，所以溶液环境对晶体生长历程及生长出的晶体质量影响比较显著。溶液的稳定性和成核热、动力学参数对晶体生长有重要的影响，而目前在这方面对ZTS晶体的探讨却较少。本课题是通过向ZTS溶液中加入L-精氨酸，来进行溶液的稳定性和成核热、动力学方面的探讨，并对生长出的ZTS晶体进行了（100）面的位错观察和傅里叶红外光谱变换（FT-IR）实验，以而检测掺杂下晶体的生长质量与官能团组成，并与溶液稳定性结合起来浅析。主要的探讨工作如下：①ZTS原料的合成。通过硫脲与七水硫酸锌的合成即可得到ZTS原料。②对ZTS的溶解度进行测定，并绘制出溶解度曲线。发现ZTS在水中的溶解度不大，溶解度温度系数较小，适合降温与蒸发相结合策略生长。③根据ZTS的溶解度曲线，测定不同条件下ZTS溶液的亚稳区和诱导期，发现随着L-精氨酸掺杂浓度的增加，溶液的亚稳区变宽，诱导期变长，说明在掺杂条件下溶液更加稳定。④结合经典均匀成核论述，计算出了ZTS晶体的成核热、动力学参数，以结果中可以看出，随着掺杂浓度的增大，固-液界面张力、临界成核自由能和临界成核半径都相应增大，成核速率降低，以而为溶液稳定性的提升找到论述依据。⑤对不同条件下生长出的ZTS晶体进行化学浸蚀，并采取Nikon90i光学显微镜观察（100）面上的位错情况,发现在掺杂浓度为1.5mol%时，位错密度最小，说明适量掺杂能够减少晶体的位错产生，以而提升晶体质量。⑥对在不同掺杂浓度下生长出的ZTS晶体进行了FT-IR实验，晶体的红外光谱图验证了ZTS晶体的官能团组成，并且说明在掺杂条件下，L-精氨酸会进入晶格，以而提升了ZTS生长溶液的稳定性和生长出晶体的性能质量。关键词：ZTS晶体论文L-精氨酸论文溶液稳定性论文成核论文位错观察论文
摘要3-5
ABSTRACT5-9
符号表9-10
1 绪论10-19
1.1 前言10-11
1.2 ZTS 晶体11-15
1.2.1 ZTS 晶体的分子结构和形貌11-12
1.2.2 ZTS 晶体的优点及运用12-13
1.2.3 ZTS 晶体的探讨进展13-15
1.3 课题的提出及探讨内容15-19
1.3.1 课题的提出及探讨作用15-16
1.3.2 溶液中晶体成核的相变驱动力16-18
1.3.3 课题探讨内容18-19
2 ZTS 原料的合成和溶解度的测定19-24
2.1 ZTS 原料的合成19-20
2.1.1 原料合成19
2.1.2 成分验证19-20
2.2 溶解度测定20-22
2.2.1 纯 ZTS 的溶解度测定20-21
2.2.2 不同掺杂浓度下 ZTS 溶解度测定21-22
2.2.3 结果浅析与讨论22
2.3 ZTS 籽晶制备22-23
2.4 本章小结23-24
3 L-精氨酸掺杂下 ZTS 溶液的稳定性浅析24-45
3.1 溶液中晶体成核24-30
3.1.1 初级成核24-29
3.1.2 二次成核29-30
3.2 ZTS 溶液的亚稳区30-36
3.2.1 溶液亚稳区概述30-31
3.2.2 ZTS 溶液亚稳区测定31-32
3.2.3 实验结果与浅析32-36
3.3 ZTS 溶液的诱导期36-38
3.3.1 溶液诱导期概述36
3.3.2 ZTS 溶液诱导期的测定36-37
3.3.3 实验结果与浅析37-38
3.4 ZTS 过饱和溶液的成核浅析及热、动力学参数计算38-42
3.4.1 过饱和溶液的成核浅析38-39
3.4.2 ZTS 过饱和溶液热、动力学参数计算39-42
3.5 L-精氨酸对 ZTS 溶液稳定性影响浅析42-44
3.6 本章小结44-45
4 L-精氨酸掺杂对 ZTS 晶体性能的影响45-59
4.1 ZTS 晶体位错45-55
4.1.1 晶体位错45-48
4.1.2 ZTS 晶体位错观察48-50
4.1.3 实验结果与浅析50-55
4.2 ZTS 晶体的红外光谱变换实验55-57
4.2.1 FT-IR 实验55
4.2.2 实验结果与浅析55-57
4.3 本章小结57-59
5 结论与展望59-61
5.1 课题主要结论59
5.2 课题展望59-61
致谢61-62
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