KDP晶体缺陷对生长应力分布的影响

本文采用有限元法分析了不同尺寸、形状的晶体缺陷对大口径KDP晶体生长应力分布的影响.结果表明,晶体中的缺陷导致了晶体内部应力集中,且应力集中程度与缺陷尺寸、晶体生长尺寸呈反向变化,而最大主应力与缺陷尺寸、晶体生长尺寸呈正向变化.当缺陷含有棱边或尖角时,应力集中程度和最大主应力值都明显增加.由于KDP晶体易脆性开裂,随着最大主应力值的增大,开裂机率也增大.     

KDP晶体缺陷对线锯切割应力分布的影响

KDP晶体生长缺陷是导致其锯切开裂的重要原因.本文采用有限元法建立了含缺陷的KDP晶体线锯切割数值计算模型,仿真分析了锯切过程中缺陷附近的应力分布状态,研究了缺陷尺寸及分布位置对应力分布的影响.结果表明,晶体缺陷引起局部应力集中,锯切过程中应力集中系数保持稳定,但当锯口通过缺陷时,应力集中系数激增.锯口处也存在应力集中,当锯口靠近缺陷时,两种应力集中的耦合效应增强,缺陷处最大拉应力增大;锯切至缺陷处时,耦合效应最强,最大拉应力增大到最大值.缺陷距离切除层越近,锯切过程中缺陷处最大拉应力的变化越剧烈;锯切末段切除层中的缺陷处具有更大的最大拉应力.     

泡生法生长蓝宝石晶体中的气泡分布

气泡是蓝宝石晶体中的主要缺陷之一.本文中研究了采用泡生法生长蓝宝石晶体中气泡的俘获机理以及在晶体中的分布情况.研究结果表明气泡的分布与温场的结构相关,气泡产生的直接原因是结晶前沿较快的晶体生长速度.晶体中的气泡可以通过对生长速率的适当调整予以消除.     

基于电场分布的压电纤维复合材料性能优化

将TiO2引入压电纤维复合材料(MFC)的粘结层以提高其介电常数,调控MFC极化和驱动过程中电场分布,实现了对MFC性能的优化.采用有限元分析的方法探究了粘结层介电常数对MFC电场分布的影响,指导设计了实验方案.采用切割-填充法制备了在粘结层聚合物中引入TiO2的MFC.铁电性能测试结果表明,MFC剩余极化强度随粘结层中TiO2质量分数的增加呈现先增大后减小的趋势,在粘结层中TiO2质量分数为8wt;时达到最大值.MFC驱动性能随TiO2质量分数变化的趋势与剩余极化强度一致,电场驱动下自由应变在TiO2质量分数为8wt;时达到峰值,为2.31 με.研究表明,引入TiO2调节粘结层介电常数可有效改善MFC的性能.     

晶格畸变检测仪研究碳化硅晶片中位错缺陷分布

利用晶格畸变检测仪研究了SiC晶片位错分布情况,通过对熔融KOH腐蚀后的SiC晶片进行全片或局部扫描,从而得到完整SiC晶片或局部区域的位错分布。与LEXT OLS4000 3D激光共聚焦显微镜扫描腐蚀图进行比较,晶格畸变检测仪扫描腐蚀图可以将晶片上位错腐蚀坑信息完全呈现出来,且根据腐蚀坑呈现的颜色及尺寸大小,可以分辨出三种不同类型的穿透型位错,其中黑点腐蚀坑对应螺位错,小尺寸白点腐蚀坑对应刃位错,大尺寸白点腐蚀坑对应混合型位错。采用晶格畸变测试仪研究了4英寸(101.6 mm)N型4H-SiC晶体不同生长时期的位错密度及分布情况,结果表明随着晶体生长,位错密度呈现逐渐降低的趋势,生长后期晶片的总位错密度降为生长前期晶片总位错密度的近1/3,有利于反馈位错缺陷在SiC晶体生长过程中的延伸和转化特性信息,以指导SiC晶体生长工艺改进。     

Kerr非线性对一维光子晶体中场分布的调制

本文研究Kerr非线性对一维光子晶体中场分布的影响.计算光子晶体中加入Kerr非线性材料后,入射光强及频率对光子晶体中场分布形态的调制.当入射光强较小时,场分布的节点个数随光量子阱中束缚态频率的下降而增加;当光强足够强时,节点情况不会发生本质的改变,但由于非线性的作用,波峰会发生分裂.     

点状籽晶法生长KDP晶体中散射颗粒分布

在不同的溶液pH值条件下进行了点状籽晶法慢速和快速生长KDP晶体实验,发展了观察晶体中散射颗粒分布的激光层析技术,通过图像处理得到了KDP晶体内部(100)面完整的散射颗粒分部图,对不同生长速度、不同pH值条件下点状籽晶法生长的KDP晶体的散射颗粒分部做了对比.利用表面光学投影技术观察了晶体表面宏观形貌,并由此分析了不同生长条件下生长机制对散射颗粒分布的影响.测定了散射颗粒密度不同部位的晶体透过率.     

人造金刚石高压腔结构及温度场分布的改善

传统的直接加热式合成腔组装结构,存在两个问题:一是原材料本身通电发热,原料发生反应时电阻就会变化,加热功率也随之变化,造成温度波动,不利于金刚石生长;二是高压腔内各部位温度高低与压力高低不一致.间接加热式金刚石合成腔,原料本身不通电发热,由外部发热体发热,热量由外向内传导,间接使原料加热.压力与温度梯度方向一致,互相匹配,解决了高压腔各部位压力和温度高低互不匹配的难题;而且,在原料发生反应时,电阻不变,温度不会波动.实现了压力和温度的均匀、稳定,从而生产出高品级产品.单次合成金刚石500克拉以上,高品级率达到60;.     

C60分子的电子传导和量子流分布研究

利用基于Green's function的tight-binding方法,对由两条原子线电极连接C60分子远端构成的电子传导系统进行了理论计算和数值模拟,得出了入射电子通过C60分子传输到远端点的电子传输谱.其结果揭示了电子传导过程中C60分子的开关特性,并且得出了电子传输能量与分子轨道共振时传输概率峰值的出现及振荡特征.利用Fisher-Lee关系式和量子流密度理论,在传输概率峰值的能量点E=-1.38eV处获得了C60分子内的量子流分布,给出了键量子流的最大值和最小值.对全部分子键上的量子流数值进行了图形模拟,其结果符合量子流动量守恒定律.     

KDP晶体杂质对生长及出槽应力分布的影响

KDP晶体中的杂质易导致其开裂.本文采用有限元法分析了不同属性、尺寸、形状的晶体杂质对大尺寸KDP晶体生长及出槽应力分布的影响.结果表明,不同属性的杂质对晶体生长应力和出槽应力分布具有不同程度的影响.杂质附近的生长应力与杂质的弹性模量呈正向变化;杂质附近的出槽应力与杂质和晶体的热膨胀系数之差呈正向变化;杂质的尺寸越大,形状越尖锐,杂质附近的生长应力和出槽应力均增大.     

KDP晶体中链状分布液相包裹体形成机制分析

利用光学显微镜和扫描电镜(SEM)观测了KDP晶体中出现的一种呈链状分布的液相包裹体,发现它们的尺寸从几个微米到几十个微米不等,主要沿晶棱方向排列.对这类包裹体的形成条件和形成机制分析发现,它们的形成与近年来新提出的KDP晶体棱边生长机制有关,讨论了KDP晶体生长过程中出现生长机制的可能原因.     

LPE InAsPSb外延层组分分布的均匀性的研究

本文采用ＬＰＥ生长技术，分析，研究了降温，恒温两种方法生长的ＩｎＡｓＰＳｂ外延层组分分布。实验结果表明，用恒温方法生长的外延层，Ｐ、Ｓｂ组分分布均匀不变。     

红外LED用掺硅HB-GaAs单晶纵向载流子浓度分布研究

GaAs单晶作为一种重要的LED衬底材料在光电器件中应用十分广泛,但载流子浓度(C.C.)分布不均、杂质浓度过高等缺陷会严重影响相关器件的性能.为制备纵向载流子浓度分布均匀的掺硅HB-GaAs单晶,本文探讨了单晶生长过程中熔区长度对纵向载流子浓度分布的影响.以高纯GaAs多晶为原料,设定不同的拉晶温度曲线,采用窄熔区技术进行晶体生长研究,最终生长出C.C.值分布更均匀、位错密度低(EPD≤10 000 cm-2)的<111>向N型掺硅GaAs单晶.利用辉光放电质谱法(GDMS)和范德堡法霍尔效应测试对晶体进行了表征,单晶纯度达到5N且无硼杂质沾污.     

偏压对Ge/Si单量子点电流分布的影响

采用扫描探针显微镜(SPM),对离子束溅射自组装生长的Ge/Si量子点的电学性能进行分析.实验结果表明,施加正向偏压于圆顶形量子点上时,由于表面氧化物的生成,扫描区域的电流信号是不可恢复的.施加负向偏压时,单量子点区域的电流分布特征保持环状,且电流剖面图呈双峰结构,随着负向偏压的增大,各个电流峰顶部形状由尖锐变为截平,呈现出饱和的趋势.通过对电流值大小分布的统计,证实了Ge/Si量子点的电流传导主导机制为热电子发射.     

脉冲时间间隔对激光烧蚀Si粒子密度分布的影响

采用Monte Carlo方法,对脉冲激光烧蚀所产生的烧蚀粒子在环境气体中的输运过程进行了数值模拟.研究了不同脉冲时间间隔与交叠区位置振荡幅度之间的关系,结果表明脉冲时间间隔影响了交叠区的振荡强弱,随着脉冲时间间隔的增加,交叠区的振荡幅度减小,脉冲时间间隔为10 μs时达到最小值,而后开始增大.所得结果为进一步研究烧蚀粒子在环境气体中的输运动力学过程提供了理论依据.     

电化学C-V法研究掺硅GaAs材料载流子浓度的分布

电化学C-V法是当前测量化合物半导体载流子浓度纵向分布的非常重要的方法.本文采用电化学C-V法研究了MOCVD生长的掺硅GaAs多层薄膜的载流子浓度的面分布和纵向分布,并对测试结果进行分析.研究表明电化学C-V法测得的载流子浓度数据可以为研究掺硅GaAs半导体材料载流子浓度工艺优化和改进提供重要指导依据.     

混合环境气体配比对纳米硅晶粒角度分布的影响

为了研究混合环境气体配比对脉冲激光烧蚀制备纳米硅(Si)晶粒角度分布的影响,采用XeCl准分子激光器,烧蚀高阻抗单晶Si靶,改变混合环境气体配比(He/Ar =41、1∶10、1∶1、1∶4、1∶2),在半圆环衬底上成功制备了一系列纳米Si晶薄膜.使用扫描电子显微镜(SEM)图像、X射线衍射谱(XRD)和拉曼光谱(Raman)对其进行表征分析.结果表明,在五种配比下,纳米Si晶粒的平均尺寸均随着偏离羽辉轴向夹角的增大而减小;各个角度处,纳米Si晶粒的平均尺寸均随着混合环境气体平均原子质量的增加而呈现先减小后增大的趋势.从传输动力学角度,对结果进行了定性分析.     

Sb掺杂钨酸铅晶体中Sb的分布与闪烁特性研究

研究了Bridgman法生长的Sb掺杂钨酸铅(PWO)晶体中Sb的分布和闪烁特性.晶体中Sb含量的测定表明,Sb在PWO晶体中的分凝系数约为0.63.由于Sb掺杂可以补偿PWO晶体的组分缺失而降低其中空位和一些色心的浓度,与未掺杂晶体相比较,Sb掺杂晶体具有更好的光学透过率和更高的发光强度.而且,在富氧气氛下退火后,Sb掺杂晶体的发光谱特征变化较小,仍能保持较高的快慢分量比.     

溶液、熔体中负离子配位多面体生长基元的分布与缔合

根据对晶体生长溶液、熔体拉曼光谱的测试结果,剖析了溶液和熔体中负离子配位多面体的分布及其缔合过程,总结出了不同过饱和溶液和不同过冷度熔体中负离子配位多面体生长基元的缔合形式和维度的规律.在靠近晶体的边界层处已出现与晶体结构相同或相似的大维度生长基元.实验表明,生长基元的分布和缔合与溶液过饱和度和熔体过冷度密切相关,从而提出用拉曼光谱进行实时监控,寻找最佳生长物化条件,优化晶体生长边界层的厚度和大维度生长基元的数量,为选择最佳工艺条件提出理论依据.