Ib型金刚石大单晶的限形生长

金刚石的限形生长有利于其后续加工.对于磨料级金刚石限形生长的研究已经比较透彻,但金刚石大单晶的限形生长尚缺乏全面系统的研究.本文以Fe Ni(64wt%:36wt%)合金为触媒,利用高温高压下的温度梯度法在5.6 GPa时对不同温度下分别沿(100)面和(111)面生长的Ib型金刚石大单晶的晶形进行了研究.研究表明:随着温度的升高,沿(100)晶面生长的金刚石大单晶的晶形分别为板状、塔状直至尖塔状,而沿(111)面生长的金刚石大单晶的晶形则分别为塔状和板状;分析了不同温度下分别沿(100)面和(111)面生长金刚石大单晶不同晶形高径比的变化情况.利用不同压力和温度下的金刚石大单晶合成实验绘制了沿(100)和(111)面生长金刚石大单晶的晶形在V形生长区域内的分布示意图,表明沿(111)面生长的金刚石大单晶V形区温度下限明显比以(100)面生长的高,而沿这两面生长金刚石大单晶的V形区温度上限差别并不明显.对不同生长面V形区温度上下限的差别进行了解释,据此实现了Ib型金刚石大单晶的限形生长.     

红外光谱法及单晶X衍射法研究Fe(Ⅲ)水解形态分布

采用Fe-Ferron逐时络合比色法研究了聚铁絮凝剂中不同pH值的Fe(a),Fe(b),Fe(c)的稳定性。结果表明,Fe(b)不稳定,10～15 d后全部转化为Fe(c),Fe(c)的含量经10～15 d后趋于稳定,Fe(a)的含量10 d后也趋于稳定。采用常温长时间结晶法从Fe(Ⅲ)-SO2-₄水溶液中制备出了单晶,并用红外光谱法及单晶X射线衍射法研究了所得单晶的结构。研究显示,从低pH值(pH 0.5左右)的Fe(Ⅲ)溶液中所得单晶中没有Fe—OH—Fe基团、Fe—OH基团、Fe的二聚羟基络合基团,仅为Fe(Ⅲ)离子形态的单晶,以氨水为碱化剂时其单晶化学式为Fe(H₂O)₆ (SO₄)₂NH₄·6H₂O。采用常温长时间结晶法,随水分的不断蒸发,不同初始pH值及不同碱化剂的Fe(Ⅲ)溶液一般都在pH 0.5左右结晶,还由于铁盐水解形态不稳定等原因引起。在低pH值下难以得到Fe(Ⅲ)的羟基络合物或聚合体单晶。实验研究显示,在絮凝剂水解形态研究中,红外光谱法、单晶X射线衍射法均有良好的应用前景。     

ZnO单晶的微区光致发光特性研究

ZnO单晶材料以其优良的综合性能在光电子器件方面掀起了研究热潮,因此对ZnO单晶的研究具有重要的理论和实践意义。采用激光辐照的方式,对ZnO单晶进行了光致发光(photoluminescence, PL)光谱实验,分析研究了ZnO单晶在不同温度(低温)和不同激光能量强度照射下其光致发光特性。研究结果表明,ZnO单晶内存在少量杂质及表面氧缺陷,这些结构对其发光特性有一定的影响;在低温条件下,ZnO单晶具有良好的发光特性,且随着温度的提高,发光光谱峰的位置会向长波长方向移动,但强度会减小;当激光光源的强度增大,ZnO单晶的PL发射光谱的强度也会随之增大,且峰的位置和相对强度不变。结合拉曼(Raman)光谱实验,从分子及原子振动、转动类型验证了纤锌矿ZnO单晶的六方晶系结构;配合X射线衍射(X-ray diffraction, XRD)技术,得出ZnO单晶良好的结晶特性以及晶轴取向。     

镉、锌硫系化合物的单晶薄膜生长与电学性质

本文研究了 CdS、CdSe、CdTe、ZnS、ZnSe和 ZnTe薄膜的外延生长。这种生长是在10~(-4)—5×10~(-5)乇真空条件下进行的。在广阔的外延与蒸发温度范围内,在云母上可用凝集的方法制成单晶薄膜。单晶薄膜的蒸发温度T_(eV)和外延温度 T_(EP)之间的关系如下: 当 T_(EP)≤310℃时,T_(eV)=A_1+T_(EP) 当 T_(EP)≥320℃时,T_(eV)=A_2-2T_(EP) 同时得到了单晶薄膜生长的温度条件与硫系化合物分子量的关系。最完整的单晶薄膜生长的外延温度是300—320℃。并且研究了载流子迁移率和电阻率与单晶薄膜的生长温度条件之间的关系。获得的单晶薄膜具有多种性质。例如合成的CdSe单晶薄膜具有10~5欧姆厘米量级和10~1—10~2欧姆厘米量级的电阻率,并具有十分高的电子迁移率,20—32厘米~2/伏·秒。     

Bi-Sr-Ca-Cu-O2212相超导单晶的定向生长

用定向凝固法已成功地生长出Bi-Sr-Ca-O2212相的超导大单晶,最大的单晶尺寸达到19×3×2mm³。定向生长的单晶(001)面平行于生长方向,[100]方向为单晶的定向生长方向。劳厄像表明大晶体确为单晶,其质量比其它方法生长的单晶要高。氧气中退火后的单晶电阻测量和交流磁化率测量表明,零电阻温度T_c(0)=81.5k。 关键词：     

温度对Ib型和IIa型金刚石大单晶(100)表面特征的影响

本文在5.6 GPa, 1250–1340 ℃的条件下, 利用温度梯度法, 以FeNiMnCo 合金为触媒, 沿籽晶的(100)晶面成功合成了不同晶形的优质Ib型和IIa型金刚石大单晶. 利用激光拉曼附件显微镜, 分别对上述不同温度下合成的两类金刚石样品上表面(100)面的中心区域及棱角区域进行观察分析. 研究发现, Ib型和IIa型金刚石大单晶(100)晶面上从中心到棱角处黑色纹路的分布逐渐变黑变密集; 另外, 随着金刚石合成温度的升高, Ib型金刚石大单晶(100)面上黑色纹路由稀疏逐渐变稠密, 而IIa型金刚石大单晶的黑色纹路较为稀疏; Ib型金刚石大单晶的形貌特征表现为从低温晶体的不规则分布过渡到中温、高温晶体的典型树枝状分布. IIa型金刚石大单晶(100)面特征随温度变化规律与Ib型的类似. 这两类金刚石大单晶表面特征的差异可能是由于IIa 型金刚石具有比Ib型更小的生长速度和更少的氮含量. 最后, 对两类塔状金刚石大单晶进行拉曼光谱测试分析, 结果表明IIa型金刚石大单晶的品质较Ib型金刚石大单晶好.     

锰锌铁氧体单晶生长及性能改进

引 言 锰锌铁氧体单晶具有较高的视频导磁率和良好的耐磨性能,用它作成的磁头已广泛地用于彩色录象及其它磁带纪录技术之中.要长出完整的。性能良好的单晶必预解决如下几个问题:(1)弄清楚锰锌铁氧体高温下相变的特性;(2)研制出稳定的高温氧压炉;(3)确定好可靠的生长工艺.本文简要地介绍了我们在这三方面的工作,叙述了长成单晶的物理性能及其改进情况,阐述了用研制出的单晶作成磁头的电气性能,提出了氮气可能对单晶性能有重要影响的初步看法. 一、固液相变线 锰锌铁氧体单晶通常采用布里奇曼(Bridgman)法生长.它是先将制备好的多晶料放在带…     

Yb:LuAG单晶光纤的连续及脉冲激光性能

单晶光纤是具有准一维结构的功能晶体材料,结合了体块单晶优异的物化性能和传统光纤材料比表面积大的结构优势,是一种极具潜力的激光增益介质.目前单晶光纤激光的研究主要集中于连续激光输出,关于脉冲激光性能的研究相对较少.我们采用微下拉法(μ-PD)制备的Yb:LuAG单晶光纤(SCF)作为增益介质,获得了输出功率大于4 W、斜...     

分子晶体萘的生长技术

本文描述了一种将区域融熔法与Bridgman方法相结合的单晶生长炉,用它可生长直径为1—1.3cm、长度可达15cm且适用于超声研究用的萘(Naphthalenc)单晶.该晶体生长炉具有结构简单、操作方便以及随时可以观察炉内单晶生长情况等优点.文中讨论了晶体容器的形状对单晶生长的影响,也简单介绍了汽相生长萘单晶薄片的实验.萘是较软的单晶体,所以本文提及的研磨和抛光方法对制备其它软的单晶体(同样适用于声学测量)也许具有参考价值.     

均匀块状磷砷镓的制造方法

自从美国蒙三托公司采用GaAs单晶做为衬底的气相外延生长法(PVE)工业生产GaAs_-xP_x单晶以来,便确立了大量使用Ⅲ—V族化合物半导体单晶的地位。红色发光元件用的GaAs_1-xGa_xP/GaAs生长技术,对于以GaP做衬底的黄色发光元件用GaAs_1-xP_x/GaP单晶、In_1-xGa_xP/GaP单晶和绿色发光元件用的GaP(N)~*/GaP单晶的生长技术带来了很大的影响。     

单晶六方SiC和多晶化学气相沉积SiC的常温辐照肿胀差异性

SiC具有耐辐射、低感生放射性、耐高温等特点,在先进核能系统中具有重要的应用.用1.5 MeV的Si离子在常温下注入单晶六方SiC和多晶化学气相沉积SiC,注量分别为1×10~(14)—2×10~(16)cm~(-2)和1×10~(15)—2×10~(16)cm~(-2),利用X射线衍射(XRD)仪和白光干涉仪测量材料的晶格常数和辐照肿胀随着注量增大的变化规律.结果显示:在1.5 MeV Si离子常温辐照下,注量达到2×10~(15)cm~(-2)时,单晶六方SiC完全非晶化;注量在1×10~(15)—5×10~(15)cm~(-2),单晶六方SiC的辐照肿胀明显高于多晶化学气相沉积SiC的辐照肿胀;注量达到1×10~(16)cm~(-2)时,单晶六方SiC和多晶化学气相沉积SiC的辐照肿胀达到饱和并趋于一致,肿胀结果表明常温辐照环境下多晶化学气相沉积SiC的非晶化阈值剂量大于单晶六方SiC.通过分析单晶六方SiC和多晶化学气相沉积SiC常温辐照肿胀差异的原因,研究了晶界对SiC材料非晶化肿胀规律的影响,并对XRD辐照肿胀测量方法的适用范围进行了讨论.     

弛豫铁电单晶的研究进展—压电效应的起源研究

由于具有优异的压电性能,弛豫铁电单晶自上世纪90年代问世以来即成为了铁电压电领域研究的热点材料,并被认为是研发下一代高性能换能器、传感器等器件的重要压电材料。弛豫铁电单晶不但压电常数可达2500 pC/N,约为软性Pb(Zr,Ti)O3(PZT)陶瓷的5倍,而且其电致应变滞后也远小于软性PZT陶瓷。因此,弛豫铁电单晶高压电性能的产生机理一直是铁电压电领域的研究热点。本文主要介绍了弛豫铁电单晶材料在近些年的发展,从本征压电效应(晶格压电畸变)的角度归纳总结了弛豫铁电单晶高压电效应的产生机理,着重探讨了弛豫铁电单晶的重要特点—剪切压电效应。在本征效应的基础上,本文对弛豫铁电单晶压电效应与晶体组分、切向以及温度的关系进行了分析。需要指出的是,目前基于本征角度对弛豫铁电单晶高压电效应的分析仍处于定性的阶段,因而还不能完全排除一些可能导致弛豫铁电单晶高压电效应的非本征物理机制。     

高温超导衬底大尺寸LaAlO_3单晶体生长研究

铝酸镧(LaAlO3)单晶是超导研究领域使用最普遍的单晶体之一,详细介绍了采用下称重,CZ法(Czo-chralski)生长大尺寸(Φ80mm)LaAlO3单晶的工艺条件,并对影响晶体质量的主要因素进行了分析、讨论,给出了解决晶体质量问题的手段和有效途径。     

Y_(1-x)Gd_xBa_2Cu_3O_(6+y)超导单晶的生长与高压氧退火

利用自助熔生长方法制备YBa_2Cu_3O_(6+y),Y_(0.5)Gd_(0.5)Ba_2Cu_3O_(6+y),与GdBa_2Cu_3O_(6+y),超导单晶。经多次试验,选择它的最佳生长条件。将单晶样品置于高压(～150bar)纯氧中退火,结果使T_c达到90K,说明这种退火对增加T_c很有效。劳埃衍射图进一步证明,样品是高质量单晶。关于它的结构、成份分析与磁性亦作过报道。     

同步辐射高压单晶衍射实验技术

利用同步辐射光源开展高压X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)研究已有近四十年的历史,并且已经取得了非常丰硕的成果.单晶XRD作为高压研究的一部分,在同步辐射装置上的应用也有了接近三十年的历史.近年来,随着同步辐射光学技术以及高压技术、特别是大衍射窗口金刚石对顶砧压腔(diamond anvil cell,DAC)的改进与发展,同步辐射高压单晶衍射实验方法在高压研究中的应用越来越普及.由于能够在压力条件下获得样品在三维空间中的衍射信息分布以及数据具有高信噪比等优势,单晶XRD实验方法不仅可以用于压力条件下的晶体结构解析,如获取晶胞参数、空间群、原子坐标以及原子占位等信息,而且可进一步做晶体电荷密度分析研究,得到更多的化学键、电荷分布及其变化等信息.本文主要介绍同步辐射高压单晶XRD实验方法及相关技术,其中包括单晶XRD实验系统、单晶XRD所用DAC、单晶样品装填以及单晶XRD数据处理等内容.     

钛酸铅单晶纳米棒的生长机制和声子特性研究

采用改进熔盐法经一步反应合成了直径50-80nm,长度为1-5μm的单晶PbTiO3纳米棒。纳米棒沿(100)晶向生长,其形成可以用Ostwald成熟机制来解释。PbTiO3纳米棒晶格结构为四方(a=b=3.926,c=3.963),与单晶相比四方性明显下降。通过变温拉曼测试发现其铁电-顺电相变温度为440℃,低于单晶(490℃)。相变过程中“软模”E(1TO)的软化行为(从67 cm-1到56 cm-1)比单晶显著减弱,表明钛酸铅纳米棒中铁电性的弱化。     

玻璃微球内氘结晶行为研究

为研制出满足惯性约束聚变(ICF)实验的氘氚(DT)冷冻靶, 需要控制DT结晶生长过程, 实现DT单晶生长, 由此减少影响冰层均匀化及聚变实验的晶体缺陷. 本文运用晶体生长形态动力学理论建立了密排六方晶体(hcp)单晶生长模型, 实验中通过对靶室进行± 3 mK精确控温, 采用可见光背光成像技术在线表征了低温下玻璃微球内氘(D₂)的结晶生长过程, 结果表明: 在20–100 Pa低温氦气导热环境下, 通过缓慢降温可显著降低氘晶体生长过程中形成的缺陷; 当降温速率达到2 mK/min时, 观测到了氘燃料的两种单晶生长过程, 实验具有可重复性; 建立的hcp单晶生长理论模型与实验结果符合, 并与美国利弗莫尔国家实验室(LLNL)的DT单晶生长过程进行了对比, 提出了冷冻靶内D₂/DT燃料的单晶生长方法.     

一个镍(Ⅱ)配合物的合成、晶体结构及其与鲱鱼精DNA/BSA作用的光谱学研究

合成了配合物[Ni(2,2′-biby)(H₂O)₄]·(Htba)₂·5H₂O单晶,分子式中2,2′-biby为2,2′-联吡啶,H₂tba为2-硫代巴比妥酸。通过红外光谱、元素分析和单晶X-射线衍射表征其结构,单晶X-射线衍射结果表明,该配合物单晶属于正交晶系,Pbca 空间群,晶胞参数为a=13.662(2) Å,b=19.470(4)Å,c=21.590(4) Å。应用紫外光谱和荧光光谱研究了其与鲱鱼精DNA/牛血清白蛋白(BSA)的相互作用,研究结果表明,标题化合物与DNA为静电结合,对牛血清白蛋白发生静态猝灭作用。     

碳化硅单晶材料的溶剂热合成与表征

采用SiCl4、CCl4和金属K体系 ,以溶剂热合成法在高压釜中制备了碳化硅 (SiC)单晶材料 .通过X射线粉末衍射 (XRD)、Raman光谱和透射电子显微镜 (TEM)对产物进行了表征 .其中XRD数据显示所得产物为碳化硅 .TEM结果表明 ,采用不同剂量的金属K ,所得产物分别为丝状和片状的SiC单晶 .SiC单晶丝直径为 10～2 0nm ,长度可达 1.5 μm ;SiC晶片的横向尺寸为 0 .1～ 3μm ,具有规则多面体外形 ,显示阶梯状生长侧面 .此外 ,对SiC单晶材料的生长机理进行了讨论 ,研究了过饱和度对SiC晶体生长和形貌的影响 .     

高压液封直拉法生长GaP单晶

利用国产ZFL 018型高压单晶炉和液封直拉(LEC)法生长了掺碲(硫)GaP单晶,其常温电学参数为;nTe,s～(2～15)×1017cm-3;μn～(86～134)cm2/sv;位错密度(1～4)×104cm-2。