新型蓝光衬底材料LiAlO_2晶体的生长和缺陷分析

ＬｉＡｌＯ２和ＧａＮ的晶格失配率只有１．４％，是一种很有希望的ＧａＮ外延生长衬底材料。本文利用温度梯度法生长出了透明的ＬｉＡｌＯ２单晶，并通过化学浸蚀、光学显微镜、透射电子显微镜、同步辐射Ｘ射线貌相术对晶体中的缺陷进行了检测。结果表明：ＬｉＡｌＯ２在钼坩埚中无籽晶自由凝固结晶时，是沿（１００）方向生长。用温度梯度法生长的ＬｉＡｌＯ２晶体质量良好，晶体中无气泡和包裹物。在ＬｉＡｌＯ２（１００）晶面上测得的位错密度为（３．８～６．０）×１０４ｃｍ－２，晶体中的主要缺陷为亚晶界或镶嵌结构，可能是由于温场不稳定、生长速率太快造成的。     

GaN外延衬底LiGaO2晶体的生长和缺陷

ＬｉＧａＯ２与ＧａＮ的晶格失配率只有０．２％，是一种很有潜力的蓝光衬底材料。通过多次实验，用提拉法生长了尺寸为１５×６０ｍｍ的高质量ＬｉＧａＯ２单晶。利用化学侵蚀、光学显微镜、透射电子显微镜对晶体中的缺陷进行了分析，研究了生长参数、原料化学配比对晶体质量的影响。ＬｉＧａＯ２晶体在〈１００〉方向生长速率最快，在〈００１〉方向上生长较慢。由于原料按非化学计量比挥发致使组份偏离，容易产生γ－Ｇａ２Ｏ３包裹物。包裹物和位错的形成具有一定的相互促进作用，往往形成平行于（００１）面的亚晶界。通过调整原料配比、生长工艺参数可克服上述问题。     

Stability of Crystal Growth Face and Dissolution Face in Crystallization from Solution under Microgravity

The stability of the shapes of crystal growth face and dissolution face in a two-dimensional mathematical model of crystal growth from solution under microgravity is studied.It is proved that the stable shapes of crystal growth face and dissolution face do exist,which are suitably shaped curves with their upper parts inclined backward properly.The stable shapes of crystal growth faces and dissolution faces are calculated for various values of parameters,Ra,Pr and Sc.It is shown that the stronger the convection relative to the diffusion in solution is,the more backward the upper parts of the stable crystal growth face and dissolution face are inclined.The orientation and the shape of dissolution face hardly affect the stable shape of crystal growth face and vice versa.     

Ni2+掺杂近化学计量比铌酸锂晶体的生长及光谱特性

以K2O为助熔剂,在较大的固液界面温度梯度条件下,应用坩埚下降法技术生长了初始Ni2 掺杂摩尔分数为0.5%的近化学计量比铌酸锂晶体。测定了晶体的吸收光谱,观测到由Ni2 离子在八面体中3A2g(F)→3T1g(P)、3A2g(F)→3T1g(F)、3A2g(F)→3T2g(F)能级的正常自旋允许跃迁所产生的381 nm,733 nm,1280 nm吸收峰和3A2g(F)→1T2g(D)和3A2g(F)→1E(D)能级的自旋禁戒跃迁产生的430 nm与840 nm吸收峰。从晶体紫外吸收边的位置初步估算其摩尔分数比x(Li )/x(Nb5 )为0.981。根据晶体分裂场理论和吸收光谱,计算了Ni2 在该铌酸锂晶体中的晶格场分裂参量Dq=781 cm-1、Racah参量B=1096 cm-1与C=4353 cm-1。研究了在不同激发波长下晶体在可见光波段的荧光特征,观察到500~630 nm的绿色与800~850 nm的红色荧光发射带,它们归结为1T2g(D)→3A2g(F)与1T2g(D)→3T2g(F)的能级跃迁所致。     

用等离子体辅助分子束外延生长氧化锌单晶薄膜

利用等离子体辅助分子束外延(P-MBE)方法,通过优化生长条件,在c平面蓝宝石(Al_2O_3)上生长出氧化锌(ZnO)单晶薄膜。使用反射式高能衍射仪(RHEED)原位监测到样品表面十分平整,X射线摇摆曲线(XRC)测得ZnO薄膜的<002>取向半峰全宽为0.20°,证实为ZnO单晶薄膜。室温下吸收谱(ABS)和光致发光(PL)谱显示了较强的激子吸收和发射,且无深能级(DL)发光。电学性能测量表明,生长的ZnO为n型半导体,室温下载流于浓度为7×10~(16) cm~(-3),与体单晶ZnO中的载流子浓度相当。     

一维金属/介质光子晶体用于BaF2晶体闪烁光谱修饰

利用一维金属/介质光子晶体对BaF2晶体闪烁光谱进行修饰. 以Al2O3/MgF2/Al/ MgF2为周期构成光子晶体，讨论了周期数、金属层的厚度以及在低折射率层中的相对位置、入射角度等与光子晶体能带特性的关系及其对BaF2晶体闪烁光谱进行修饰的效果. 结果表明，在所考虑的发射角范围，光子晶体对快成分的衰减小于5倍，对慢成分的相对抑制比超过20倍，采用合适的探测角度，可使对慢成分的相对抑制比提高到100以上.     

Si衬底上ZnSe外延膜的低压MOCVD生长

以硒化氢（H2Se）和二甲基锌为源材料，生长温度是300℃时，用低压金属有机化学气相沉积（LP－MOCVD）系统在Si(111)衬底上外延生长了ZnSe薄膜。通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜的能量色散（EDS）以及光致发光（PL）实验验证ZnSe外延膜的质量，在X射线衍射谱中只有一个强的ZnSe(111)面衍射峰，这说明外延膜是（111）取向的单晶薄膜，在能量色散谱中除了Si,Zn和Se原子外，没有观测到其他原子，说明ZnSe外延膜中杂质含量较少。ZnSe外延膜中Zn/Se原子比接近1，有较好的化学配比。在ZnSe外延膜的77K光致发光谱中没有观测到与深中心发射相关的发光峰，表明ZnSe外延膜的晶格缺陷密度较小。77K时的近带边发射峰447nm在室温时移至465nm附近。     

晶体基片载运盒 DIY

单晶基片的生产过程不仅仅是晶体的生长、切割、研磨和抛光,晶体的包装和运输也同样会影响基片的最终质量,有些晶体对存放环境的要求特别苛刻,稍有不慎就会潮解或产生相变,因此研究特殊的包装方法和运输手段是要讨论的主要内容。     

ZnMgO生长中压强和衬底对薄膜性质的影响

利用金属有机源化学气相沉积(MOCVD)生长方法,在2.5 kPa和5 kPa生长压强下,分别以sapphire (Al2O3)和ZnO为衬底生长ZnMgO薄膜.研究分析了样品的晶体结构、表面形貌、光电学性质.结果表明,衬底和生长压强对ZnMgO薄膜的生长有重要影响.5 kPa高压生长和以ZnO为衬底均有利于ZnMgO...     

Influence of the Interface Kinetics of Crystallization and Dissolution on the Scaling Laws in Solution System for Crystal Growth

The influence of interface kinetics on scaling laws in a solution system for crystal growth is studied. Because the variation of the solution density caused by the solute concentration change can be omitted and only that caused by the temperature change is taken into account, the interface kirtcrics does not affect the scaling laws of the fluid velocity and the temperature distribution index S_θ. By taking the interface kinetics into account, the curves of the concerltration distriluriun index S_Φ versus the Rayleigh number Ra, the Prandtl number Pr or the Schmidt number Sc are changed. When Ra and Sc are small, S_Φ approaches a constant S_Φ⁰: independent of Ra, Sc and λ. When Ra and Sc are large, the influence of the interface kinetics on the curves of S_Φ is negligible. The interface kinetics affects the curves of the average dimensionley crystal growth rate V_cg versus Ra, Sc or Pr only when Ra and Sc are large. In this case, V_cg is still a power function of Ra, Pr or Sc in certain regions of the parameter (Ra, Pr and Sc) space, but the esponents and coefficients of porver functions are varied.     

GaN衬底材料LiGaO2晶体的温度梯度法生长及分析

以温度梯度法生产LiGaO2晶体，通过形貌观察、X射线衍射分析和X射线光电子能谱分析确认在样品的中部形成了单一相的LiGaO2晶体。但在生长过程中由于CO气体的存在，熔体表面形成了LiO-和金属态的Ga,钼坩埚被侵蚀形成Li2MoO4进入熔体，使样品上下两部分的结晶质量变差。     

三桥连双铁(Ⅲ)配合物[Fe2(IDB)2(O)(CH3CO2)2]Cl2·CH3OH的晶体结构及其傅立叶变换拉曼光谱

合成了一种新的三桥连双铁(Ⅲ)配合物[Fe2(IDB)2(O)(CH3CO2)2]Cl2·CH3OH,IDB为N,N'-di(2'-benzimidazolyl methyl) imine,利用单晶x射线衍射及其它谱学方法对所合成配合物进行了表征.每个双核单元的两个铁原子均通过一个氧原子和两个醋酸根连接,每个铁原子同时还与位于桥氧原子对位的三齿配体IDB重脂肪链上氮原子相结合,每个铁(Ⅲ)中心为一变形八面体结构.对该新化合物的拉曼光谱进行了研究并对一些谱峰进行了归属.     

Li2B4O7晶体生长及其二次谐波系数

用恰克拉斯基（Ｃｚｏｃｈｒａｌｓｋｉ）法特殊工艺生长出尺寸为Φ３０×３０ｍｍ的优质Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７单晶，讨论了工艺参数对晶体宏观缺陷的影响。用Ｍａｋｅｒ条纹测量了晶体的二次谐波系数ｄ３１和ｄ３３，结果表明，Ｌｉ２Ｂ４Ｏ７的ｄ３３是石英晶体ｄ１１的三倍。     

Influence of Surface Geometry of Grating Substrate on Director in Nematic Liquid Crystal Cell

The director in nematic liquid crystal cell with a weak anchoring grating substrate and a strong anchoring planar substrate is relative to the coordinates x and z. The influence of the surface geometry of the grating substrate in the cell on the director profile is numerically simulated using the two-dimensional finite-difference iterative method under the condition of one elastic constant approximation and zero driven voltage. The deepness of groove and the cell gap affect the distribution of director. For the relatively shallow groove and the relatively thick cell gap, the director is only dependent on the coordinate z. For the relatively deep groove and the relatively thin cell gap, the director must be dependent on the two coordinates x and z because of the increased elastic strain energy induced by the grating surface.     

若干In2Se3化合物的晶体结构与电子特性

In_2Se_3是一种常见的A_2~ⅢB_3~Ⅵ型半导体,在不同温度下可表现出不同的物相,对应的晶格参数与物理性质也会有所不同.在过去几十年间,In_2Se_3的多相性引起了人们的关注,各物相的晶体结构被广泛地研究.近年来,研究发现α-In_2Se_3具有优异的光电、压电性能以及独特的铁电性能,可以预见它将在未来的半导体电子器件中发挥出重要的作用.本文综述了一系列In_2Se_3化合物的晶体结构与电子特性,我们首先简要介绍了这些In_2Se_3化合物的基本知识,接着详细讨论了它们的晶体结构与电子特性,最后对In_2Se_3化合物的研究前景进行了展望.     

Ge衬底上GaInP2 材料的生长研究

采用自制的低压金属有机化学汽相淀积LP-MOCVD设备, 在(100)面偏(110)面 9°的Ge单晶衬底上外延生长了GaInP2材料,研究了生长温度 、Ⅴ/Ⅲ比、生长速率等生长参数对GaInP2材料的表面形貌和固相组分的影响.结果表明,当GaInP2材料的生长温度为650～680℃,生长速率为25～35 nm/min,Ⅴ/Ⅲ为180～220时,获得了满足级联电池的GaInP2材料.     

A Novel Method of Selecting SLM──PhaseRetardationofaBirefringentCrystal

ＡＮｏｖｅｌＭｅｔｈｏｄｏｆＳｅｌｅｃｔｉｎｇＳＬＭ──ＰｈａｓｅＲｅｔａｒｄａｔｉｏｎｏｆａＢｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｔＣｒｙｓｔａｌ￥ＳＨＥＮＸｉａｏｈｕａ；ＣＨＥＮＳｈａｏｈｅ；ＬＩＮＺｕｎｑｉ（ＳｈａｎｇｈａｉＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＯｐｔｉｃｓａ...     

AlN插入层对硅衬底GaN薄膜生长的影响

利用金属有机化合物气相外延沉积技术在2inch(5.08cm)Si(111)图形衬底上生长了GaN外延薄膜,在Al组分渐变AlGaN缓冲层与GaN成核层之间引入了AlN插入层,研究了AlN插入层对GaN薄膜生长的影响。结果表明,随着AlN插入层厚度的增加,GaN外延膜(002)面与(102)面X射线衍射摇摆曲线半峰全宽明显变小,晶体质量变好,同时外延膜在放置过程中所产生的裂纹密度逐渐减小直至不产生裂纹。原因在于AlN插入层的厚度对GaN成核层的生长模式有明显影响,较厚的AlN插入层使GaN成核层倾向于岛状生长,造成后续生长的nGaN外延膜具有更多的侧向外延成分,从而降低了GaN外延膜中的位错密度,减少了GaN外延膜中的残余张应力。同时还提出了一种利用荧光显微镜观察黄带发光形貌来表征GaN成核层形貌和生长模式的新方法。     

在AgGaSe2晶体中TEA CO2激光的倍频产生

用炉温下降法生长出尺寸为φ２０×６０ｍｍ的ＡｇＧａＳｅ２单晶体。在１２ｍｍ长，切角为５５°的ＡｇＧａＳｅ２中，获得了ＴＥＡＣＯ２激光的倍频输出，其功率转换效率为１．１２％。泵浦阈值和破坏阈值分别为３ＭＷ／ｃｍ２和１１ＭＷ／ｃｍ２。还讨论了泵浦束的发散角对二次谐波转换效率的影响。     

Nd3+:Er3+:KY(WO4)2激光晶体的生长和光谱特性

采用熔盐法从K2 WO4助熔剂体系生长出尺寸为 4 5mm的Nd3 :Er3 :KY(WO4) 2 透明晶体。从晶体中切割出Ф3× 11 9mm的激光器件 ,测量了晶体的紫外 -近红外的吸收光谱 ,从吸收光谱图上可以看到 ,晶体存在着 974 88nm ;80 1 0 (798 12 ,80 3 95 )nm ;74 8 5 (75 3 5 ,74 3 4 9)nm ;6 5 3 6 1nm ;5 86 6 5nm ;5 18 6(5 4 5 0 3,5 2 1 32 ,4 89 35 )nm ;4 5 2 80nm ;4 0 7 81nm ;36 7 2 2 (377 2 4 ,36 6 4 ,35 8 0 2 )nm九个吸收峰带 ,对各个吸收峰带按照Er3 和Nd3 离子的能级跃迁进行了归属。同时采用Edinburgh InstrumentF92 0荧光光谱仪在室温下对晶体进行了荧光测试研究。研究结果表明 ,共掺Nd3 离子可以增强Er3 :KY(WO4) 2 对半导体激光器泵浦源 (80 0nm)的吸收。