lap晶体和mmtc晶体表面形貌与生长机理研究

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1、原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的科研成果。对本文的研究作出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：珥越日期：塑鱼：￡如关于学位论文使用授权的声明本人完全了解山东大学有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留或向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅；本人授权山东大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可

2、以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文和汇编本学位论文。(保密论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名汤扛醯导师签名：精㈣：碰如山东大学博士学位论文摘要晶体生长是一门古老的学科。人们从长期的研究和实践中总结出了一系列晶体生长的理论模型和定律，对于晶体生长有了比较深入和全面的认识，晶体生长理论有了一定的发展。由于晶体生长要受到诸多因素的影响以及所研究个体的多样化，晶体生长理论发展到今天仍难以形成一个完备的体系来解释所有实际晶体的生长。有关晶体生长的理论和规律是从实际晶体生长过程中总结出来的具有共性的东西。我们只有把研究的个体多样化，

3、通过大量的科学实验，才能总结出普遍适用的规律，推动晶体生长理论向前发展。先进的科研设备对于晶体生长理论研究有着重要的推动作用。随着科技的发展，原子力显微镜(atomicforcemicroscopy，AFM)成功问世。AFM是一种全新的表面分析仪器，通过检测探针与样品表面的原子问的作用力来获得样品表面形貌，分辨率可达纳米级甚至原子级，并且可在大气、溶液环境下工作，因此可以利用AFM实时或者非实时地研究晶体生长的表面形貌和生长机理。AFM的出现为我们研究晶体生长创造了条件，观测到了许多以前只是理论预测的生长现象，同时还发现了一些原

4、有生长理论不能解释的新现象，从而丰富和发展了晶体生长理论。本论文选择了L一精氨酸磷酸盐(LAP)和硫氰酸锰汞(MnHg(SCN)4，MMTC)为对象，利用AFM对它们的微观形貌进行研究，以期能够深入了解这两种晶体的生长机理与特点，对晶体生长理论研究有所贡献。主要内容有以下几个方面：一、LAP晶体研究1．LAP晶体{100)面主要的形貌特征包括：层状直线生长台阶，长方形的螺旋位错生长丘以及沿b方向伸长的二维核。这些典型的生长形貌是由LAP晶体结构所决定的。6方向上强的周期键链以及L．精氨酸分子与磷酸根基团的偶极矩沿b方向排列的一致

5、性使的6轴成山东大学博士学位论文为LAP晶体快速生长的方向。在{100)面上一旦有台阶源产生，由于偶极引力和周期键链的作用，生长基元迅速沿b轴堆积，形成沿b轴伸长的形貌。LAP晶体生长的一个重要特征是平行于b轴，向c方向运动的层状直线台阶，这一现象在以前的研究中已被证实，而更微观层次上的螺旋位错和二维核生长的各向异性是首次报导。各向同性形貌的圆形生长层存在于各向异性形貌的椭圆形生长丘上，这可能是由于位错中心的应力很大，大到克服了晶体结构的影响使得中心附近的生长层各向同性生长。远离位错中心，应力减小，晶体结构的影响占了主导地位，生

6、长层又呈现出晶体结构所导致的各向异性生长。说明晶体的生长不但受到晶体结构的制约，还要受到其他条件的影响。2．LAP晶体{100)面的生长机制主要包括螺旋位错生长和二维成核生长两种机理，其中以二维核生长为主。两种机理共存的生长现象时有发生。并存有两种方式，一是二维核与位错源出现在晶体表面不同的地方，各自为政；另一种方式是二维核产生于螺位错推出的台阶面上或者螺位错出现在二维核生长形成的小丘上，两者协同作用。生长源推出的台阶高度大多在1．085nm左右，与晶胞参数日相等，而最小的二维核的高度为O．54nm，相当于晶胞参数的一半。LAP

7、晶胞内含有两个LAP分子，所以可以推断，LAP晶体生长时一般是以双分子基元在晶面上复合的。但由于LAP晶体{100}面网问的结合力较弱，容易沿结晶水层断裂，所以有时也以单分子层为生长基元。3．LAP晶体{100)解理面呈现出品体的解理面所具有的典型的形貌特征，如直线台阶、V形台阶以及多层台阶的滑移等。解理面上位错露头点并不常见。在生长温度400C，过饱和度a=0．031条件下，对晶体解理面进行了再生长实验。与自然面不同，在较低的过饱和度下就能够成核生长。在低过饱和度下产生二维核的原因有两点，一是解理面上台阶的存在降低了成核位垒，

8、二是解理面上的不饱和悬键在一定程度上加速了成核和生长。生长时问为10秒时，有二维核和新的生长层形成。但扫描过程中，表面形貌发生了变化最后新生成的二维核和生长层消失。这是由于表面处于亚稳态，接触式的扫描施加于表6山东大学博士学位论文面的力破坏了形貌。在相同的溶液中