Bi4Ge3O12晶体的声光性质及其应用

锗酸铋（ＢＧＯ）晶体属立方晶系，在０．３－６μｍ波段有良好的透过率，无自然双折射和旋光性，具有良好的光学性能，用ＢＧＯ晶体制得的声光调制器的性能，中心频率８０ＭＨｚ３分贝带宽１２ＫＨｚ，对于驻波型器件，在１Ｗ驱动功率下，零级调制效率可达５７％（６３３ｎｍ）除声光效应外，ＢＧＯ同时具有电光，磁光，光折变和激光等光电子性能，讨论了在ＢＧＯ声光效应的基础上发展新颖复合功能器件如声光调Ｑ／激光，声光锁模，     

掺杂锗酸铋晶体(Bi_4Ge_3O_(12))的电子顺磁共振

用电子顺磁共振方法对 Fe、Cr 和 Mn 杂质在 Bi_4Ge_3O_(12)晶体中的位置和价态进行了研究。测试并分析了和 Fe~(3+)和 Cr~(3+)离子的 EPR 谱线位置随磁场方向的变化,确定了 Fe~(3+)和 Cr~(3+)主要进入氧四面体占据 Ge位。测试并分析了 Mn~(4+)和Mn~(2+)掺杂样品各向异性的 EPR 谱线,也测试了处于晶体粉末态及玻璃态的 Mn 掺杂样品的谱线,认为 Mn~(2+)离子进入氧八面体占据 Bi 位。紫外线辐照后 Mn 离子 EPR 信号降低表明辐照导致 Mn 离子价态改变。     

杂质对锗酸铋晶体光学质量的影响

杂质引起的各种缺陷,对锗酸铋(Bi_4Ge_3O_(12)简称BGO 晶体的光学质量产生严重影响。本工作利用透过光谱比较、光学显微术、扫描电子显微镜、电子探针分析等手段研究了这些缺陷的形貌和形成机理,也讨论了改善晶体光学质量的方法。     

锗酸铋晶体光电导性质的研究

生长了六种掺杂锗酸铋(简称 BGO)晶体(分别掺 Fe、Cr、Mn、W、Pb 和 Ce)。在合适的测试条件下,测量了它们的光吸收系数、光电导参数和暗电导率,并与未掺杂样品进行了比较。计算出了样品的特征参量μφτ,为上述材料光折变性质的研究提供了必不可少的数据。在此基础上,对 BG0∶Cr、BGO∶Fe 和BGO∶Mn 晶体的光折变机制进行了简略的讨论,认为 BGO∶Cr 中的光折变中心可能是:Cr~(3+)作为施主,Cr~(4+)作为电子陷阱;或 Cr~(4+)作为受主,Cr~(3+)为空穴陷阱。     

Bi4Ti3O12铁电薄膜的MOCVD制备及其物理性质研究

采用常压ＭＯＣＶＤ技术在（１００）硅衬底上生长了具有（１００）及（００１）取各的钛酸铋（Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２）薄膜。在适当的生长条件下可获得（１００）取向膜，在７５０－８００℃下退火可获得（００１）择优取向膜。通过观察Ｐ－Ｅ电滞回线可确认膜的铁电性质，测得（１００）取向膜的剩余极化强度为３８μｃ／ｃｍ＾２，矫顽场为４５ＫＶ／ｃｍ。同时测量了钛酸铋薄膜的介电常数及损耗角正切。     

激光／磁光复合功能晶体－Nd：Bi_4Ge_3O_（12）

随着半导体二极管激光泵浦技术的发展，掺钕锗酸铋（Ｂｉ４Ｇｅ３Ｏ（１２））晶体重新成为一种引人注目的激光材料．本文给出Ｎｄ：ＢＧＱ在８００ｎｍ附近的光吸收和激发谱，以及１０６μｍ波段的受激发射性能．并首次测得它在１．０６μｍ处室温Ｖｅｒｄｅｔ常数为０．０３３’／ｃｍ·Ｇｓ．比ＦＲ－４磁光玻璃高２７％，这意味着，Ｎｄ：ＢＧＯ已成为目前唯一的激光／磁光复合功能材料．本文讨论了Ｎｄ：ＢＧＯ中各类缺陷的形成机制及消除办法，通过改进工艺参数，生长出光学性质优良、Ｎｄ２Ｏ３掺入量达到１．５Ｗｔ％的晶体．利用其自身的磁光效应，研制成二极管激光泵浦、自调ＱＮｄ：ＢＧＯ激光器，获得１００ｎｓ的稳定脉冲输出．     

Bi_2O_3-SiO_2系统的相关系和析晶行为的研究进展

本文介绍了Bi2O3－SiO2系统的研究进展．首先对该系统的稳定相平衡和亚稳定相平衡进行了综述，然后讨论了该系统中化合物Bi12SiO20、Bi4Si3O12和Bi2SiO5的结构、性能、生长、应用等方面的情况，预计Bi2SiO5将成为一种有前途的新功能晶体．     

生长温度梯度对Bi4Ge3O12晶体辐照损伤的影响

研究了两类不同条件下生长年Bi4Ge3O12晶体紫外辐照前后的光学透射谱和能量分辨率，研究结果指出：第一类晶体（高温度梯度生长）经紫外辐照后，在480nm透过率有明显下降（20%以上），能量分辩率也明显变差（改变5%以上）。而第二类晶体（低温度梯度生长）经紫外辐照后，其透射谱以及能量分辩率基本不变。从晶体缺陷角度讨论了造成两类不同晶体抗辐照性能存在差别的原因。     

Thermophysical Properties of Automotive Metallic Brake Disk Materials

The temperature distribution, the thermal deformation, and the thermal stress of automotive brake disks have quite close relations with car safety; therefore, much research in this field has been performed. However, successful and satisfactory results have not been obtained because the temperature-dependent thermophysical properties of brake disk materials are not sufficiently known. In this study, the thermophysical properties (thermal diffusivity, the specific heat, and the coefficient of thermal expansion) of three kinds of iron alloy series brake disk materials, FC250, FC170, and FCD50, and two kinds of aluminum alloy series brake disk materials, Al MMC and A356, were measured in the temperature range from room temperature to 500 °C, and the thermal conductivity was calculated using the measured thermal diffusivity, specific heat capacity, and density. As expected, the results show that the two series have significant differences in respect of the thermophysical properties, and to reduce the thermal deformation of the brake disk, the aluminum alloys with a high thermal conductivity and the iron alloys with low thermal expansion are recommended.     

快速退火工艺条件下温度对Bi4Ti3O12铁电薄膜微观结构与性能的影响

采用快速退火工艺在Pt/Ti/SiO2/p-Si衬底上制备了Bi4Ti3O12铁电薄膜.研究了退火温度对薄膜微观结构、铁电特性及介电性能的影响.研究表明:退火温度对Si基Bi4Ti3O12铁电薄膜晶相结构的影响显著,对晶粒尺寸和表面形貌的影响较小,但退火温度超过800℃后会出现焦绿石等杂相;低于750℃时,薄膜的剩余极化随退火温度升高而增大,高于750℃时却有所减小,但矫顽电场随退火温度升高而逐渐降低;退火温度对薄膜的漏电流密度有一定的影响,薄膜的漏电流密度在200kV/cm极化电场作用下低于3×10-9A/cm2,750℃时的剩余极化和矫顽电场分别为11μC/cm2和77kV/cm,具有较好的铁电和介电性能.     

BGO∶TR(TR=Nd,Er),Cr,Fe晶体的吸收光谱和发光光谱

在化学计量的Bi_2O_3(5N)和 GeO_2(6N)的配料里,加入0.01wt%Nd_2O_3,0.01wt%Er_2O_3,0.02wt%Cr_2O_3或0.02wt%Fe_2O_3,用 Bridgman 方法生长 Bi_4Ge_3O_(12)掺杂晶体。给出 eulytite 的结构投影和 BGO 晶体的点阵常数。掺杂稀土 BGO 晶体的室温吸收光谱由稀土离子所特有的几个吸收带所组成。采用3d~3电子的能量久期方程计算 O_h 场下掺 Cr~(3+)BGO 的库仑相互作用参数和内晶体场参数,其吸收光谱是由基态~4A_2到~2E,~4T_2和~4T_1跃迁的三个带组成。以300nm 激发观察到纯锗酸铋强的宽带发光,其峰值位置在498和550nm。这种发射被认为是 Bi~(3+)的~3P_1→~1S_0跃迁。由于存在大的 Stokes 迁移,Bi~(3+)系统猝灭心受到阻止。另外,由于~3P-~1S 能级差别大,使多声子过程中的非辐射衰减亦受到限制。通过接收498nm 发射波长,测量纯 BGO 室温激发光谱,其峰值位置在250、272和285nm,这和 M.J.Weber 测定的吸收收和反射光谱的结果基本一致。按不同波长范围分别采用光电倍增管和 PbS 接收,测量了 BGO 掺 Nd~(3+)的~4F_(3/2)→~4I_(11/2),~4I_(13/2)跃迁;掺 Er~(3+)的~4I_(13/2)→~4I_(15/2)跃迁的荧光光谱。强的荧光发射以及发射带宽界于 YAG和玻璃之间,表明掺杂稀土的 BGO 晶体是一类有希望的激光材料。     

晶化时间对水热法制备钛酸铋纳米粉体的研究

采用分析纯Bi(NO3)3·5H2O和TiCl4为原料,以NaOH为矿化剂,在反应温度为230℃的水热条件下,研究了晶化时间对Bi4Ti3O12物相结晶性能的影响。XRD表明在晶化时间不少于240min的条件下,才能合成纯的Bi4Ti3O12单一物相,并随着晶化时间的延长,Bi4Ti3O12的晶粒有所长大。通过红外光谱、比表面积和TEM等性能表征,探讨了钛酸铋的水热合成机理,用原位生成机理和溶解 再结晶机理解释了钛酸铋的水热生长过程。