"晶体材料"原理概念

晶体的对称性对晶体的性质有重大影响，如非中心对称的晶体可能有对映体、旋光性、热电效应、铁电效应、压电效应和非线性光学效应等，因此非中心对称的晶体成为这类晶体材料的主要来源。本节通过实例介绍几种有代表性的晶体材料。
压电效应  把晶体切成薄片，薄片受压后在两个面上分别产生正电荷和负电荷，这就是晶体的压电效应。什么样的晶体才会产生压电效应呢？从实验事实可知，既然晶体薄片加压后两个面上带有相反的电荷，就说明这种晶体一定没有对称中心，没有对称中心的晶体叫做非中心对称晶体。只有非中心对称晶体可能有压电效应，因此利用压电效应可以帮助我们判断晶体的对称性。
BGO晶体材料
BGO是化合物锗酸铋Bi4Ge3O12的简称。BGO①晶体无色透明，在光和X射线辐照下，BGO在室温下有很强的发光性质，是性能优异的新一代闪烁晶体材料，可用于探测X射线、γ射线、正电子和带电粒子等，在高能物理、核物理、核医学、核工业和石油勘探等方面有广泛的应用。诺贝尔奖获得者、著名的实验高能物理学家丁肇中教授在
西欧研究中心领导进行了一项大规模的科学实验，模拟宇宙初开时大爆炸过程，所需的11吨BGO晶体，就是中科院上海硅酸盐研究所提供的。
BGO晶体属立方晶系，晶胞中有4个Bi4Ge3O12分子。Bi+3周围有6个GeO4四面体，图6－7示出BGO的晶体结构。作为闪烁晶体材料，对BGO晶体的纯度要求极高。如果起始原料中包含高于千万分之几的杂质，如Fe，Pb，Cr，Mn等，BGO晶体在光和X射线辐照下就会变成棕色，形成辐照损伤，它的探测性能就明显下降。因此，生长BGO晶体需要用高纯（99.999%）的Bi2O3和GeO2作原料，并且要严格地按化学计量比（Bi2O3∶GeO2=2∶3）配料，还要长时间保持稳定的温度。上海硅酸盐研究所曾培养出长25cm，质量为5kg的BGO大晶体。
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