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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,所以能够被广泛应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,生长所需要的原料价格低廉,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晶体的深入研究,相信它的应用前景会更加广阔。从ZTS晶体被发现到现在,各国学者对其研究就一直持续着,不过研究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值的改变等)生长出的ZTS晶体性能的检测分析上。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过程及生长出的晶体质量影响比较明显。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晶体的研究却较少。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、动力学方面的研究,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,从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分析。主要的研究工作如下: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方法生长。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结合经典均匀成核理论,计算出了ZTS晶体的成核热、动力学参数,从结果中可以看出,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,从而为溶液稳定性的提高找到理论依据。⑤对不同条件下生长出的ZTS晶体进行化学浸蚀,并采用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,从而提高晶体质量。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,从而提高了ZTS生长溶液的稳定性和生长出晶体的性能质量。