PDF《碘化汞 （》

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…=h1k1l1>

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… (

1 ) 而晶面( )的生长速度( 在其垂直方向上的 移动速率) h k l与该晶面的原子距离 h k l成反比, 关 系式为 h k l∝1 / hkl(2)因此根据式(

1 ) 和式(

2 ) 可知, 晶面的原子间距 越大, 该晶面的生长速率就越小, 对生长该晶面形 态重要性的影响就越大. 根据该理论, 采用量子化 学计算软件MS 中的Morphology模块中的BFDH 对α ? H g I

2 晶体形貌进行了理想形貌预测, 结果如图2所示. 图2 通过 B F DH 法则模拟的α ? H g I 2晶体形貌 F i g .

2 T h em o r p h o l o g yo fH g I

2 c r y s t a l a c c o r d i n gt ot h eB F DHr u l e 模拟的α?H g I

2 晶体形貌, 体现了{001} 、 {

1 0

1 } 、 和{

1 1

0 } 晶面族的扁平状晶体习性, 形貌接 近四方晶. 表1是模拟计算得出α ? H g I

2 晶面参数, 列出了晶体的主要生长晶面族和晶面间距. 由于同 一晶面族具有相同晶面间距及原子分布相同, 所以 可以选取(

0 0

1 ) 、 (

1 0 1) 和(

1 1 0) 代表主要生长晶面 进行讨论. 根据晶面间距大小排序为(001) >

0 4

1 西安工业大学学报第3 6卷(101)>

(

1 1

0 ) , 可以判定(

0 0

1 ) 晶面生长速率最慢, 因而完整的晶体应当保留较大的(

0 0 1) 晶面. 从表 1可知, {

1 0

1 } 具有8个晶面的多重性特征, 因此理 想晶体的{

1 0

1 } 应当具有最大的总面积. 表1 B F DH 模拟α ? H g I

2 主要晶面族特征 T a b .

1 P a r t i a l p l a n e so f α ? H g I 2c r y s t a lb yB F DHt h e o r y { } M u l t i p l i c i t y hklTotalfacetarea/% {

001 }

2 1 2.

4 5

3 4.

6 {

101 }

8 4.

1 1

6 6 2.

7 {

110 }

4 3.

0 8

4 2.

7 2 α ? H g I

2 晶体生长 在DM S O ? H g I

2 体系中, 低于2

5 ℃时会形成 H g I 2・( DM S O)

2 形式的有机 ? 无机配合物[

1 3] . 这 种结构能以桥键的形式聚合进而引入到晶体中, 表 达式为 H g I 2+状DMS O( H g I

2 ・DM S O) …DMS O+ ( 状-2 ) DMS O (

3 ) 因此体系温度应当控制在2

5 ℃以上, 促进溶 质?溶剂反应平衡向左移动, 进而结晶. 将1. 5g的HgI2( >

4 N) 溶解于5m LDM S O ( 光谱级) 中并用 D F ?

1 0

1 S集热式恒温加热磁力搅 拌台低速搅拌

1 0 m i n , 然后将盛有溶液的烧杯放 入装有水的烧杯(

2 0 0m L) 中密封, 设计预留通气 孔以保证溶剂的缓慢稳定挥发;

设定加热工艺为初 始温度2

5 ℃, 每隔4h升温1℃, 生长周期为4d .

3 实验结果与分析 经过4d的生长, 获得的晶体如图3( a ) 所示. 晶体显红色, 形状规则, 具有明显的晶体学晶面, 最 大自然面面积约2 5mm

2 , 该体积/面积的晶体可满 足核辐射探测器应用. 对晶体最大面进行 X 射线 衍射( X ? R a yD i f f r a c t i o n , X R D) 测试, 结果如图3 ( b ) 所示. 由图3 ( b ) 可以看到晶体最大面为(

0 0 1) , 没有显示出其他杂峰, 表明晶体具有良好的结晶性 能. 对比图2的模拟结果可以看出, 晶体主要形貌 与预测结果非常接近, 表明该实验条件的近平衡生 长工艺设计合理. 预测显示的(

1 0

1 ) 和(

1 1

0 ) 因面积 过小而无法检测, 这可能与晶体体积较小有关. 同 时晶体的底部没有出现与模拟结果相似的规则轮 廓, 这可能与晶体下表面与容器接触, 底面生长受 限有关. 晶体形貌是晶体结构和生长环境因素共同作 用的显现. B F DH 法则主要用于平衡态下晶体形 貌( 晶面生长速率) 的预测, 并没有考虑到环境因素 对晶体形貌的影响. 预测结果与实际晶体形貌........