不同方法生长的蓝宝石晶体位错缺陷

采用化学腐蚀-显微镜观察法,利用熔融的KOH对泡生法、提拉法、温度梯度法生长的蓝宝石晶体进行了位错腐蚀形貌分析。结果表明:与提拉法生长出的蓝宝石相比,泡生法和温度梯度法生长出来的蓝宝石的位错密度较低,同时位错分布形态比较均匀,双晶摇摆曲线半高宽越窄位错密度越低。因此,在测试蓝宝石晶体时可以通过测试半高宽来间接说明蓝宝石晶体的位错密度情况,并探讨晶体位错缺陷密度、分布与晶体生长工艺之间的关系,对相关机制进行了阐述。     

SAPMAC法蓝宝石单晶的生长、检测与超声震动加工

分析SAPMAC法生长大尺寸蓝宝石晶体的工艺技术,并对制备的晶体质量进行了检测与分析.研究结果表明:采用SAPMAC法生长的蓝宝石晶体结构完整,FHWM值很小,只有11arcsec;缺陷密度在102/cm2水平,纯度高于99.995%,常温下晶体在3～5μm波段红外透过率高于85%;用超声振动加工技术对大尺寸蓝宝石单晶进行加工,设计了专用金刚石磨削复合刀具,提高了加工效率.     

烧结时间对SPS制备的不锈钢渣玻璃陶瓷理化性能的影响机理研究

以不锈钢渣为主要原料,同时添加部分化学纯试剂配制原料,采用高温熔融水淬法制备玻璃粉末,最后采用放电等离子烧结(SPS)法以水淬粉末为原料制备了玻璃陶瓷复合材料.研究了不同保温时间对制备的玻璃陶瓷微观结构、结晶度、腐蚀特性和力学性能的影响.结果表明:保温时间从0 min延长到5 min会提高玻璃陶瓷的结晶度,但10 min的保温时间对样品性能并没有提升.样品在较长的保温时间加工下会导致晶体粒径粗大,从纳米晶生长为亚微米晶,不利于其性能的提升.玻璃陶瓷腐蚀后的AFM测试表明,样品的耐腐蚀性跟其中的晶体体积占比有明显的相关性,同时发现玻璃陶瓷的腐蚀行为中晶体相比较于玻璃比较难被腐蚀,但随着腐蚀程度的加深晶体也会受到一定程度的腐蚀.     

泡生法蓝宝石晶体生长工艺的探讨

为了研究工艺参数对泡生法蓝宝石晶体生长过程及其晶体质量的影响,在自行研制的泡生法蓝宝石晶体生长炉上进行了试验.调整籽晶热交换器水流量及进水温度,并在等径生长期间采用不同的维持功率下降速度,结果表明:热交换器冷却强度对引晶及放肩阶段晶体生长有显著影响,并逐步减弱;维持功率下降速度直接影响等径生长阶段的晶体生长速度和晶体质...     

方形光子晶体的实验研究

论述了制造了工作于微波区的二维光子晶体,采用高介电常数的石英玻璃圆柱镶嵌在秀低介电常数的基体中达到反衬度较高（３．７２－１．０４）／（３．７２＋１．０４）〉０．５,满足了存在绝对光子带隙的理论要求,并用扫频源及网络分析仪等组成可靠的测量系统,测量了光子晶体的透射谱,同时利用平面波法计算了方形光子晶体挑子带结构,指出在１１．８ＨＧｚ－１３．５ＧＨｚ之间存在光子带隙。这与实测结果的１１．７５ＧＨｚ－１     

退火处理对铝酸锂晶体表面形貌及缺陷的影响

系统研究了不同退火温度及保温时间对铝酸锂晶体表面形貌的影响规律,分析了退火前后晶体基片表面腐蚀坑形貌演变规律.利用箱式炉对晶体进行退火处理,采用扫描电子显微镜和激光共聚焦电子显微镜对晶体的表面形貌和缺陷进行分析.结果表明,随着退火温度的升高到850℃,铝酸锂晶体发生分解,锂元素挥发导致表面质量下降;在适宜的温度下,适当的保温时间(20 min)能够提高铝酸锂晶体的完整性,释放制备过程中存在的热应力,改善晶体质量.铝酸锂晶体腐蚀处理前后表面都出现了比较规则的菱形图案,且取向基本一致.退火处理对样品的腐蚀坑表面尺寸没有明显的影响,但缺陷数目增多,腐蚀坑深度增加.     

光学质量大尺寸蓝宝石单晶工艺研究

分析了泡生法生长大尺寸、光学质量蓝宝石单晶工艺,探讨了影响蓝宝石晶体生长的9大因素:1温场的轴向和径向温度梯度大小对晶体生长的影响;2氧化锆层对晶体质量的影响;3原料对晶体生长的影响;4籽晶的质量和晶向对晶体生长的影响;5引晶对晶体中残余应力、位错和晶界的影响;6放肩角度对晶体的影响;7等径生长速度对晶体的影响;8收尾拉脱与否对晶体质量的影响;9退火时间长短对晶体的影响.通过分析各影响因素,改进生长工艺,成功生长出70 kg蓝宝石单晶.对其进行表征发现,在晶体气泡、晶体方向和应力等方面均达到发光二极管芯片衬底要求.     

SAPMAC法生长大尺寸蓝宝石单晶工艺研究

采用冷心放肩微量提拉法(SAPMAC法)在真空条件下,选择<101-0>方向的籽晶成功生长了尺寸为220×200 mm的大尺寸蓝宝石晶体,生长时结晶区温度梯度为0.5~1.0℃/mm,生长速度为0.1~2 mm/h.对生成晶体的透射率进行了检测,测试结果表明在2 500~4 000 cm-1范围内,1mm厚度蓝宝石晶片的透过率达85%以上.     

晶体中滑移的位错机构研究

在研究岩盐型晶体的塑性变形中,用偏激光方法观察晶体中在塑性变形时出现的又折射光带,并结合用显微干涉仪对晶体表面的研究,观察到晶体中发生滑移时滑移带两端所发生的滑移距离恒不相等。根据这一结果,用腐蚀方法观察晶体中的位错排列,并和双折射光带及表面干涉图形的研究对比,全面地验证了离子型晶体中滑移过程的位错机构。此外,还证明了腐触坑和位错之间的——对应的关系,并用实验方法证明了晶体滑移面内存在着符号不同的位错。     

蓝宝石单晶生长过程中应力分布的数值模拟

晶体生长过程中所产生的残余热弹性应力是影响晶体质量的重要因素之一.用Ansys软件为平台,以改进的Kyropoulos法制备Φ230x200mm大尺寸蓝宝石单晶为例,对所生长单晶体的热应力分布进行了数值模拟.建立了不同外形(放肩角)条件下晶体生长过程中热弹性应力的分布模型.讨论了不同放肩角对晶体热应力的影响.结果表明,通过改变晶体的外形可以改善热应力的分布,从而在晶体中获得更多的低应力区域.模拟结果和试验结果吻合较好.