GB/T 39131-2020
基本信息
标准号:
GB/T 39131-2020
中文名称:人工晶体材料术语
标准类别:国家标准(GB)
标准状态:现行
出版语种:简体中文
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相关标签:
人工
晶体
材料
术语
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标准简介
GB/T 39131-2020.Terms and definitions of synthetic crystal materials.
1范围
GB/T 39131界定了人工晶体材料基本术语、分类、生长、检测和表征以及加工和后处理方面可通用的术语和定义。
GB/T 39131适用于人工晶体材料及其相关应用领域。
2基本术语
2.1
晶体 crystal
内部质点(原子、离子或分子)在三维空间作周期性排列所形成的固态物质。
2.2
天然晶体 natural crystal
在自然界天然形成的晶体。
2.3
人工晶体 synthetic crystal
利用人工方法制备出的晶体。
2.4
单晶 single crystal
具有一个连续的晶体结构的物质。
2.5
多晶 polycrystal
由两个或多个单晶构成的物质。
2.6
晶体结构 crystal structure
晶体中质点按一定对称性周期性重复而形成的空间排列形式。
2.7
晶胞 unit cell
能够反映晶体对称性和周期性的最小重复单元。
2.8
晶系 crystal system
根据晶体含有的旋转轴划分的体系。
注:按晶体对称性高低分为7个晶系:等轴(立方)晶系、六方晶系、四方晶系、三方晶系、斜方(正交)晶系、单斜晶系、三斜晶系。
2.9
点群 point group
通过一点组合在一起的对称元素的所有对称操作的集合。
注:按其对称性要素分为32个独立的点群。
2.10
空间群 space group
对称操作和平移对称操作的对称要素所有集合。
2.11
布拉维格子 Bravais lattice
根据布拉维提出在空间点阵中确定选取晶体平行六面体单位的四原则,再结合点阵中不同点阵排列方式,划分出的14种空间格子。
2.12
布拉格方程 Bragg equation
一束平行X射线以θ角人射晶体点阵时,当A.B两原子光程差△为波长整数倍时发生衍射,将衍射看作反射
标准内容
ICS01.040.01
中华人民共和国国家标准
GB/T39131—2020
人工晶体材料术语
Terms and definitions of synthetic crystal materials2020-10-11发布
国家市场监督管理总局
国家标准化管理委员会
2021-09-01实施
基本术语
检测和表征·
加工和后处理…
参考文献
GB/T39131—2020
本标准按照GB/T1.1-2009给出的规则起草本标准由中国建筑材料联合会提出。本标准由全国人工晶体标准化技术委员会(SAC/TC461)归口。GB/T39131—2020
本标准起草单位:北京中材人工晶体研究院有限公司、中国科学院上海光学精密机械研究所、中国科学院新疆理化技术研究所、南开大学、中国科学院长春应用化学研究所、中国科学院上海硅酸盐研究所、济南力冠申子科技有限公司。本标准主要起草人:干海丽、杭寅、潘世烈、孙军、薛冬峰、任国浩、陈建荣、黄存新、王颖、孙从婷韩树娟、梁丹丹、张亚梅、宋德鹏1范围
人工晶体材料术语
GB/T39131—2020
本标准界定了人工晶体材料基本术语、分类、生长、检测和表征以及加工和后处理方面可通用的术语和定义。
本标准适用干人工晶体材料及其相关应用领域。2
基本术语
crystal
内部质点(原子、离子或分子)在三维空间作周期性排列所形成的固态物质。2.2
天然晶体
natural crystal
在自然界天然形成的晶体。
人工晶体
synthetic crystal
利用人工方法制备出的晶体。
singlecrystal
具有一个连续的晶体结构的物质。2.5
polycrystal
由两个或多个单晶构成的物质。2.6
晶体结构
crystal structure
晶体中质点按一定对称性周期性重复而形成的空间排列形式。2.7
unitcell
能够反映晶体对称性和周期性的最小重复单元。2.8
crystal system
根据晶体含有的旋转轴划分的体系。注:按晶体对称性高低分为7个晶系:等轴(立方)晶系、六方晶系、四方晶系、三方晶系、斜方(正交)晶系、单斜晶系、三斜晶系。
pointgroup
通过一点组合在一起的对称元素的所有对称操作的集合。注:按其对称性要素分为32个独立.的点群。1
GB/T39131—2020
空间群
spacegroup
对称操作和平移对称操作的对称要素所有集合。2.11
布拉维格子
Bravais lattice
根据布拉维提出在空间点阵中确定选取晶体平行六面体单位的四原则,再结合点阵中不同点阵排列方式,划分出的14种空间格子。2.12
布拉格方程
Bragg equation
-束平行X射线以θ角人射晶体点阵时,当A、B两原子光程差△为波长整数倍时发生衍射,将衍射看作反射,则有方程式(1):式中:
d—晶面间距;
9——人(反)射角;
衍射级数,n取整数1,2,3,…;n
入——波长。
3分类
半导体品体semiconductorcrystalA=2dsino=na
导申性能介于导体和绝缘体之间的一类晶体。3.2
磁光晶体
magneto-opticcrystal
具有磁光效应的晶体。
注:处干磁化状态的介质与光之间发生相互作用而引起的光学现象称为磁光效应。3.3
磁性晶体
magnetic crystal
在外加磁场中能显示磁性的晶体。3.4
电光晶体
electro-optic crystal
具有电光效应的晶体。
注:在外电场作用下,引起介质折射率变化的现象称为电光效应,3.5
非线性光学品体
nonlinearoptical crystal
具有非线性光学效应的晶体。
注:光波通过介质时,介质极化率的非线性响应产生对光波的反作用,产生在和频、差频等处的谐波,这种与强光有关涉及人射光频率或波长改变的效应称为非线性光学效应。3.6
analyzingcrystal
分光晶体
能把不同波长的元素特征X射线分开的晶体。3.7
光学晶体
optical crystal
用作光学介质材料的晶体。
光折变晶体bzxZ.net
photorefractive crystal
具有光折变效应的晶体。
GB/T39131—2020
注:申光材料在不均匀光辐照下,由申光效应引起折射率随光强空间分布而发生变化的效应称为光折变效应。激光晶体
lasercrystal
可将外界提供的能量通过光学谐振腔转化为在空间和时间上相干、具有高度平行和单色性激光的晶体。
Cherenkovcrystal
切仑科夫晶体
具有切仑科夫效应的晶体。
注:带电粒子在均匀透明的介质中作均速运动且运动速度大干光在其中的速度时,产生一种申磁波辐射,这种现象称为切仑科夫效应。
热释电晶体
pyroelectric crystal
具有热释电效应的晶体。
注:由于温度变化而导致晶体自发极化强度变化,从而在晶体特定方向产生表面申荷的现象称为热释电效应。3.12
scintillation crystal
闪烁晶体
吸收X射线、射线或其他高能粒子等的辐射能量后能发出紫外或可见光的晶体。3.13
声光晶体
acousto-opticcrystal
具有声光效应的晶体。
注:光通过某一受超声波扰动的介质时发生衍射的现象称为声光效应。3.14
birefringent crystal
双折射晶体
具有双折射效应的晶体。
注:一束自然光人射到各向异性的介质中分成两束线偏振折射光的现象称为双折射效应。3.15
ferromagnetic crystal
铁磁晶体
具有铁磁效应的晶体。
注:介质具有自发性的磁化现象称为铁磁效应。3.16
铁电晶体
ferroelectric crystal
具有铁电效应的晶体。
注:在不加外电场时,介质具有自发极化的现象称为铁电效应。3.17
ferroelastic crystal
铁弹晶体
具有铁弹效应的晶体。
注:应变对应于外力的变化有滞后现象,应力与应变呈非线性关系,自发应变方向可因外力场而反向的现象称为铁弹效应。
稀土晶体
rare earth crystal
稀十元素可以完整占据结晶学结构中某一格点的晶体,3
GB/T39131—2020
压电品体piezoelectriccrystal具有压申效应的晶体。
注:某些申介质在一定方向上受到外力的作用而变形时,其内部会产生极化现象,同时在其两个相对表面上出现正负相反的电荷的现象称为正压电效应。当在申介质的极化方向上施加电场,这些申介质也会发生变形,电场去掉后,申介质的变形随之消失的现象称为逆压电效应。正压电效应和逆压申效应总称为压申效应。4生长
生长方法
氨热法ammonothermalmethod
在密封的压力容器中,以液氨为溶剂,在高温高压的条件下利用溶解再结晶过程培养难溶晶体的方法。
导模法edge-definedfilm-fedgrowthmethod熔体借毛细作用上升到留有毛细管狭缝的模具顶部,形成一层薄膜并向四周扩散,同时受籽晶诱导结晶生长晶体的方法。
底部籽晶法bottomseededgrowthmethod在埚底部放人籽晶,通过缓慢降温或者移动埚产生驱动力来实现接种生长晶体的方法。4.1.4
顶部籽品溶液法topseededsolutiongrowthmethod在溶液法中,通过改变温度或蒸发溶剂使溶液过饱和,向上提拉籽晶进行晶体牛长的方法。4.1.5
分子束外延法molecularbeamepitaxymethod在超高真空条件下,将材料蒸发形成“分子束”喷射到衬底晶体上,外延生长出与衬底同结构单晶薄膜的方法。
浮区法floatingzonemethod
垂直区熔法verticalzonemeltingmethod将原料棒垂直固定,在下端放置籽晶,加热原料棒,利用熔体的表面张力,在籽晶上方建立熔区,然后垂直向上进行区熔,将原料棒提纯并制成晶体的方法。4.1.7
布里奇曼法Bridgmanmethod
原料在埚内受热熔化,移动埚通过温度梯度区使熔体凝固形成晶体的方法。注:埚相对温度梯度区垂直下降的方法称为埚下降法。4.1.8
化学气相沉积法chemicalvapordepositionmethod物质在气态发生化学反应,在加热的固态基体表面沉积生长晶体的方法。4.1.9
加速埚旋转法
accelerated cruciblerotationmethod用溶液法或熔体法生长晶体时,采用旅转速度由慢加快、再由快减慢周期性地旅转埚方式,增加4
溶液或熔体对流的晶体生长方法。4.1.10
激光加热基座法laserheatingpedestalgrowthmethodGB/T39131—2020
利用激光辐射被原料吸收产生的热量使多晶原料棒部分熔化,未熔化原料作为基体支撑熔体,熔体和籽晶接触形成固/液界面,向上牵引籽晶进行晶体生长的方法。4.1.11
冷埚法coldcruciblemethod
加热原料中心形成熔区,原料外围有水冷系统,自然形成硬壳作为熔体埚,通过缓慢降温或移动埚实现晶体生长的方法。
连续加料提拉法continuouschargingCzochralskimethod提拉法牛长晶体,按照晶体牛长速度不断补充所消耗的原料,维持牛长体系处干稳定状态的晶体牛长方法。
泡生法Kyropoulosmethod
将籽晶与熔体接触,以极缓慢的速度向上拉升,待熔体与晶种界面的凝固速率稳定后,籽晶便不再拉升和旋转,逐渐降低熔体的温度,使晶体从上往下凝固成一整个单晶的方法。4.1.14
气相外延vaporphaseepitaxy
将蒸汽状态的原料通过化学反应或冷凝沉积在衬底上,生长出具有特定方向晶体的方法。4.1.15
区熔法zonemeltingmethod
移动多晶料棒或加热器,使熔区不断向低温区移动,结晶牛长出晶体的方法。根据区熔方向的不同分为水平区熔法和垂直区熔法。4.1.16
热交换法heatexchangemethod
利用热交换器在晶体生长区内形成一个上热下冷的纵向温度梯度,埚不做任何方向的移动,熔体在埚内直接凝固成晶体的方法。4.1.17
溶剂热法solvothermalmethod
以非水溶剂为溶剂,在高温高压的条件下利用溶解再结晶过程培养难溶晶体的方法。4.1.18
溶剂挥发法solventevaporationmethod借助溶剂挥发,使溶液达到一定的过饱和度,由过饱和溶液中生长晶体的方法。4.1.19
溶液法solutionmethod
将原料溶解在溶剂中形成溶液,保持一定的过饱和度而牛长晶体的方法。4.1.20
水平区熔法horizontal zonemeltingmethod沿水平方向使原料棒与被加热形成的熔区相对移动,使熔区从原料棒一端向另一端缓慢移动,并慢慢冷却,从而生长出晶体的方法。4.1.21
水热法hydrothermalmethod
在密封的压力容器中,以水为溶剂,在高温高压的条件下利用溶解再结晶过程培养难溶晶体的5
GB/T39131—2020
方法。
水溶液降温法aqueous solutioncoolingmethod利用物质较大的正溶解度温度系数,逐渐降低温度,使溶液达到过饱和、溶质不断结品,由水溶液中生长晶体的方法。
水溶液蒸发法aqueoussolutionevaporationmethod在一定温度和压力条件下,靠溶剂水的不断蒸发,使溶液达到过饱和状态以析出晶体的方法。4.1.24
提拉法Czochralskimethod
丘克拉斯基法Czochralskimethod由丘克拉斯基(J.Czochralski)发明的生长方法。在一致熔融的熔体中,通过向上提拉籽晶实现液固相变的晶体牛长方法。
外延epitaxy
利用晶体界面上的二维结构相似性成核的原理,在单晶衬底上、按衬底晶向生长单晶薄膜的工艺。注:外延层和晶体衬底是同一种材料的工艺称为同质外延。外延层和晶体衬底不是同一种材料的工艺称为异质外延。
微下拉法micro-pulling-downmethod利用埚底部的微通道,通过向下牵引籽晶,实现晶体生长的方法。4.1.27
物理气相传输法physicalvaportransportmethod升华法sublimationmethod
将原料在热区加热升华成气相,然后输送到较低的温度区,使其达到过饱和状态成核生长晶体的方法。
焰熔法Verneuilmethod
利用氢气和氧气在燃烧过程中产生的高温,使一种疏松的原料粉末通过氧焰撒下时熔融,并落在一个冷却的籽晶杆上牛长晶体的方法。4.1.29
液封提拉法liquidencapsulatedCzochralskimethod提拉法生长某些在熔化时蒸汽压高或易分解的化合物时,在原料熔体上面覆盖上一层同原料不发生反应而熔点又比该原料低的物质形成液封层,以保证晶体正常生长的方法。4.1.30
液相外延liquidphaseepitaxy
由溶液中析出固相物质并沉积在衬底上生成单晶薄膜的工艺。4.1.31
助熔剂法fluxmethod
高温溶液法hightemperaturesolutionmethod用无机盐的熔体做助熔剂,将溶质溶解在其中,降低熔体温度,使溶质达到过饱和度,逐渐结晶析出溶质晶体的方法。
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