蓝宝石上的红宝石-制造通量晶体的配方

时间:2020-05-06 23:26 来源:seo 作者:杏鑫 点击量:

蓝宝石上的红宝石-制造通量晶体的配方

晶体可以人工制造,但需要耗费大量的能量才能将材料熔合在一起,这就使得晶体价格昂贵。这个问题可以通过使用适当的溶剂来解决。称为熔剂法,晶体生长在含有溶剂的坩埚中,溶剂使晶体以更少的能量形成,因为溶解更容易发生。想象一下,有了食盐,想要形成理想结构的晶体。盐可以被加热到它的熔点,这需要很多能量,或者,它可以溶解在像水这样的溶剂中,水可以在一个比加热盐低得多的温度下蒸发。找到合适的条件是拥有好的水晶配方的关键。

新树大学的Katsuya Teshima是晶体生长助熔剂配方方面的专家,他继续研究以生产出性能理想的最佳晶体。第一作者Shunsuke Ayuzawa和他的团队在最近发表于《晶体生长与设计》(Crystal Growth & DesignTeshima)杂志上的论文中,研究了红宝石(Al2O3:Cr)及其在通量中的溶解度曲线。晶体生长通量法对环境的影响可以忽略不计,是目前较为理想的获取晶体的方法。通过这项研究,东京大学的Teshima和他的团队研究了三氧化钼(MoO3)中红宝石晶体的部分溶解曲线。

溶解度曲线是显示在什么温度下溶解多少的图形。为了精确地生长晶体,了解这些信息是至关重要的。通过本研究,得到了Al2O3:Cr在1050 ~ 1200℃MoO3中的溶解度曲线。计算这种晶体在如此高的温度下蒸发的溶解度曲线是非常困难的,但是这个团队设法找到了一种方法,利用单晶蓝宝石衬底上外延生长的指导原则来测量少量的红宝石晶体生长。关键是当通量蒸发时,要区分红红宝石层和透明蓝宝石层。

蓝宝石上的红宝石-制造通量晶体的配方

与纯碳钻石不同的是,红宝石是由矿物刚玉混合制成的,刚玉是一种结晶形式的氧化铝,带有微量的铬,使其呈现出红色。保存温度,也就是溶液保存的温度,会产生不同性质的红宝石。新发现的溶解度曲线将使科学家在制作晶体时更加精确。

Teshima是一名大学研究员,他希望将所有材料的通量方法相图系统化。凭借过去的经验和知识,他将从过程化学的角度,通过分析化学和计算科学进行更多的研究。他认为,通过通量法的系统化,可以发现并创造新的物质来发挥新的功能。

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