釔鋁石榴石晶體具有優良的光學、熱力學和機械性能，且化學穩定性好，是極佳的雷射基材材料。Yb3+的電子構型為4f13，是稀土元素中能級結構最簡單的激活離子，不存在激態吸收，且具有量子缺陷低、螢光壽命長、大的本徵激光斜率效率等優點。而摻Yb3+離子之釔鋁石榴石晶體更具有低的熱負荷、可摻高濃度的Yb3+離子等優勢。因此利用柴式提拉法，生長出一系列不同摻雜Yb3+離子濃度的釔鋁石榴石晶體，並進行精確的實驗分析，以確定整個晶體的結構變化。包含（1）由純釔鋁石榴石晶體至純鐿鋁石榴石晶體，Yb3+離子濃度改變對於晶體結構的影響。（2）Yb離子取代Y離子時Yb－O、Yb－Al、Yb－Y及Yb－Yb的距離。（3）不同濃度的Yb3+離子在釔鋁石榴石晶體基材中的能階變化情況。

Yttrium garnet is an excellent laser host crystal due to its excellent optical, thermal, mechanical properties and high chemical stability. As a rare-earth ion with the simplest energy level construction, Yb3+ belongs to the 4f13 electronic configuration. It possess some important advantages such as long fluorescence lifetime, no excited-state absorption, low quantum defect and larger intrinsic laser slope efficiency. Besides, yttrium garnet crystal doping ytterbium ion can especially dope with high concentrations and lower heat generation. In this thesis, a series of different doping concentration of Yb：YAG by Czochralski pulling technique are grown and perform some accurate experiments including Raman, IR, XRD and EXAFS in order to make sure the impact effect of doping on the lattice structure. The study includes following （1）the effect of different doping Yb3+ from pure YAG to YbAG（2）the distances of Yb-O, Yb-Al, Yb-Y, Yb-Yb when Yb3+ ions replace Y3+ ions（3）the changes of absorption energy level in YAG crystal due to different concentrations of Yb3+ ion.

前言： …【1】
第一章 晶體介紹：
1－1 摻Yb3+離子之釔鋁石榴石晶體（Yb：YAG）之發展 …【2】
1－2 釔鋁石榴石（YAG）的結構及性質 …【5】
第二章 晶體生長原理：
2－1 熔體生長過程特點 …【9】
2－2 結晶過程的驅動力 …【13】
2－3 物質傳輸、分凝和溶質分佈 …【17】
（1）熔點、凝固點和平衡溫度 …【17】
（2）分凝係數 …【20】
（3）熔體中的溶質傳輸和溶質分佈 …【21】
2－4 熱傳輸、對流和溫度分佈 …【25】
（1）通過固－液界面的熱傳輸 …【25】
（2）晶體中的溫度分佈 …【26】
（3）溫度分佈和界面形狀 …【32】
2－5 界面穩定性和組分過冷 …【39】
第三章 晶體生長實驗：
3－1 釔鋁石榴石晶體生長的發展 …【47】
3－2 晶體生長實驗 …【54】
第四章 實驗裝置：
4－1 Raman光譜實驗裝置 …【68】
4－2 XRD、EXASF光譜實驗裝置 …【71】
4－3 IR光譜實驗裝置 …【75】
第五章 結果與討論：
5－1 Raman光譜實驗 …【77】
5－2 XRD、EXASF光譜實驗 …【93】
5－3 IR光譜實驗 …【112】
第六章 結論 ： …【129】
參考文獻： …【131】

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