γ-LiAlO2晶体生长、改性和热学性质研究

采用快速提拉法生长出了透明、完整的γ-LiAlO₂晶体，但是晶体的高熔点和易 挥发性限制了γ-LiAlO₂晶体质量.采用气相传输平衡法（vapor transport equilibra tion technique,VTE）工艺对晶体改性，半高宽（FWHM）值从1169arcsec降至442arcsec，继续升高VTE处理温度至1300℃，FWHM值反而升高至552arcsec.快速提拉法生长出来晶体，100］方向和［001］方向的热膨胀系数分别为172398×10^-6/K，107 664×10^-6/K.经过三步VTE处理后［100］和［001］方向热膨胀系数降至16 6539×10^-6/K和101784×10^-6/K. 关键词： 2')" href="#">γ-LiAlO₂ 气相传输平衡法 热膨胀系数     

Fe81Ga19合金晶体生长取向与磁致伸缩性能

通过区熔定向凝固法,生长出[001]易磁化方向与晶体轴向之间存在不同取向差的Fe₈₁Ga₁₉合金单晶体和Fe₈₁Ga₁₉合金多晶体.极图测试结果显示,Fe₈₁Ga₁₉合金单晶体的[001]方向与轴向取向差分别为12°,5°和3°.采用电阻应变片法测定相应磁致伸缩应变,与外加磁场方向平行的轴向磁致伸缩应变分别为254×10^-6,271×10^{-6< 关键词： 磁致伸缩 81Ga₁₉合金')" href="#">Fe₈₁Ga₁₉合金 晶体取向}     

Magnetostriction of Fe81Ga19 oriented crystals

The effect of the orientation on the magnetostriction in Fe 81 Ga 19 alloy has been investigated experimentally and theoretically.The Fe 81 Ga 19 [001] and [110] oriented crystals were prepared and the magnetostriction was measured under different pre-stress.The saturation magnetostriction of the [001] oriented crystal increases from 170×10-6 to 330×10-6 under the pre-stress from 0 to 50 MPa.The [110] oriented crystal has a saturation magnetostriction from 20×10-6 to 140×10-6 with the compressive pre-stress from 0 to 40 MPa.The magnetostriction of [001] and [110] oriented crystals has been simulated based on the phenomenological theory.The domain rotation path has been determined and the resultant magnetostriction calculated under different pre-stress.The experimental and simulated results both show that the [001] oriented crystal exhibits better magnetostriction than [110] oriented crystal.The enhancement of the saturation magnetostriction by the compressive pre-stress in the [110] oriented crystal is higher than that in the [001] oriented crystal.     

中子辐照含氢硅中的一种新EPR谱

氢气氛下生长的区熔硅(磷～10¹⁴/cm³)经镉比为10,总通量为(2.9—6.0)×10¹⁷n/cm²的中子辐照后,在77K,X波段观测到一种S=1/2的新EPR谱(标号为PK2)。g_eff值随(011)平面内磁场的角度关系呈三斜对称性。对应于缺陷在硅中一特定取向下的g张量主值及主轴相对于立方晶轴的方向余弦如下:g(±0.0004) n[100] n[010] n[001] g_{1关键词：}     

高压下单晶橄榄石的电导率

以圣卡洛斯(San Carlos)单晶橄榄石为研究对象,结合交流阻抗谱和金刚石对顶砧(DAC)技术,在300 K、0～19 GPa条件下对其电导率的各向异性进行系统研究。压力标定根据红宝石荧光谱线的漂移以及硅油的拉曼光谱。实验结果表明:在300 K、0～19 GPa条件下,橄榄石[100]方向上的电导率最大,从3.8×10~(-8) S/m增加到9.0×10~(-8)S/m,[010]与[001]方向上的电导率接近,约为[100]方向电导率的1/2～1/3;橄榄石电导率随着压力线性增加,其中[100]方向的电导率随着压力变化的斜率最大。在室温条件下,橄榄石主要的导电机制是小极化子导电,且具有负的活化体积。研究结果表明,在含水量较低的上地幔区域,随着深度增加,压力效应可能导致电导率横向和纵向的不均一性增强。     

高温条件下Ga3PO7晶体热学及声表面波性质的理论研究

高温压电晶体是许多机电器件必需的一种多功能材料, Ga₃PO₇晶体的居里温度高达1364 ℃, 可应用于高温极限条件. 但是预测高温极限条件下晶体的结构以及物理性质的问题采用实验研究的手段非常困难, 而理论上的预测未见研究. 本文采用密度泛函-准谐振近似理论计算了温度在0-1200 ℃范围内Ga₃PO₇ 晶体的结构常数和热学性质, 结果表明Ga₃PO₇晶体的晶格常数a和c随温度的升高呈线性增大, 且c方向受温度影响更为显著; 晶体的密度随温度的升高而减小, 计算的a 和c方向平均热膨胀系数分别为1.67×10^-6 K^-1和3.58×10^-6 K^-1, 高温区定压热容为2.067 J/g·K, 与实验值一致. 计算了从常温到高温下该晶体的弹性常数以及体弹性模量的变化, 研究了高温条件下的声表面波特性, 发现随着温度的升高, 声表面波速度浮动较小, 而机电耦合系数略有增大; 在传播角为151° 时该晶体具有较好的温度稳定性且机电耦合系数达到最大值, 这表明Ga₃PO₇ 晶体是一种有望应用于高温环境下的压电晶体.     

Yb~(3+):GdTaO_4的提拉法晶体生长和光谱特性

用提拉法生长了新型激光晶体Yb~(3+):GdTaO_4,测量了它的吸收和光致发光光谱,计算了它的光谱特性参数。Yb~(3+):GdTaO_4的吸收半峰全宽(FWHM)为56 nm,约为Yb~(3+):YAG的2.4倍;吸收峰为930,957,974 nm,吸收截面分别为0.81×10~(-20),0.91×10~(-20),1.2×10~(-20)cm~2;光致发光发射主峰为1016,1035 nm的FWHM分别为42,57 nm,为Yb~(3+):YAG的4～6倍,发射截面约为2.29×10~(-20),1.36×10~(-20)cm~2,与Yb~(3+):YAG相当。它的宽吸收带有利于降低抽运激光二极管(LD)的温度调控依赖,宽的发射带则有利于实现超短脉冲和可调谐激光输出。结果表明Yb~(3+):GdTaO_4是非常有希望的全固态超短脉冲激光、可调谐激光的工作物质。     

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：     

铌酸锶钠锂单晶电光、热电、介电和压电性能

文本研究了用提拉法生长的铌酸锶钠锂(Sr₄NaLiNb₁₀O₃₀)晶体的电光、热电、介电和压电性能。其半波电压与温度的关系与晶体中锂含量密切相关。测得其室温下的热电系数与Ba～0.5的Sr_1-xBa_xNb₂O₆晶体相当,～7×10^-8C/cm²·K。已极化的晶体几乎检测不到退极化现象。将其作成热电器件,其探测度D^*不小于1.7×10⁷Hz^1/2·cm/W。文中还描述了其介电和某些压电性能。 关键词：     

Bi4Ge3O12晶体及其熔体结构的高温拉曼光谱研究

研究了BGO晶体在不同温度下(在300-1323 K的温度范围)的拉曼光谱及其熔体的高温拉曼光谱,分析了BGO晶体结构随温度变化的规律及BGO熔体的结构特征.随着温度的升高,BGO晶体的拉曼光谱谱峰都不同程度地向低波数方向移动,也存在不同程度的展宽,同时强度减弱.另外,在BGO熔体中存在[GeO4]和[BiO6]的结构基团;但两种结构之间的联键消失,即在熔体中二者是相互独立的生长基元.     

掺钕钆镓石榴石激光晶体光谱分析

掺钕钆镓石榴石(Nd3+: Gd3 Ga5 O12,简称Nd : GGG)激光晶体是固体热容激光器的首选工作物质.采用提拉法生长了Nd:GGG晶体,测试了晶体的吸收及荧光光谱,并利用J-O理论计算了晶体的吸收及发射截面、强度参数、辐射跃迁概率、荧光分支比、荧光寿命等光谱参数.吸收光谱测试及计算结果发现,Nd:GGG晶体的最强吸收峰位于808 nm附近,主峰808 nm的吸收截面积σabs=4.35×10-20cm2,吸收线宽FWHM为8 nm,并且吸收峰强度随掺杂离子浓度的增加而增加.荧光光谱测试及计算结果表明,晶体的最强荧光发射峰位于1 062 nm附近,是Nd3+的4F3/2-4I11/2能级跃迁产生的荧光发射.主发射峰1 062 nm辐射跃迁概率AJJ'=1 832.01 s-1,荧光分支比βJJ=45.07%,荧光寿命τ=250 μs,受激发射截面σ(λ)=21.58×10-20cm2,较大的荧光分支比和受激发射截面易实现4F3/2-4I11/2通道的激光运转.     

Ni50.5Mn24.5Ga25单晶的预马氏体相变特性

通过交流磁化率、电阻、有无磁场下的预相变应变、磁致伸缩和磁化强度测量,系统研究了近正配分比Ni50.5Mn24.5Ga25单晶的预马氏体相变特性.在自由样品中观察到预马氏体相变应变.在预相变点,沿[010]方向施加大小约为80kA/m的磁场,在晶体母相的[001]方向上获得了高达505ppm的磁致伸缩,该值是相同条件下晶体母相磁致伸缩量的5倍多.同时,报道了不同方向磁场对预相变应变干预的结果.利用软模凝结的概念和依据单晶生长的特点,分析了预相变应变产生的机理.而磁场干预预相变应变的机理是磁场增大的磁弹耦合导致的晶格形变与材料内禀形变的竞争.利用磁性测量结果证实和解释了预相变过程中[001]和[010]轴方向间进一步增大的各向异性.进而对磁场沿[001]和[010]两个晶体学方向所导致的应变特性的差别,包括最大磁致伸缩、饱和预相变应变、饱和场等,进行了分析和讨论.     

高质量ZnO及BeZnO薄膜的发光性质

用分子束外延设备插入缓冲层在c面蓝宝石上生长得到高质量ZnO和BeZnO薄膜。XRD测试显示薄膜具有六方结构和c轴取向,并具有良好的晶体质量,其中ZnO薄膜的半高宽仅为108 arcsec,Be_xZn_1-xO薄膜的半高宽小于600 arcsec。对ZnO和BeZnO薄膜的拉曼光谱进行对比研究发现,随着Be元素的掺入,A₁(LO)、A₁(2LO)声子模频率往大波数方向移动,并且首次发现了与Be元素掺杂有关的局域振动模。利用变温光致发光光谱研究了薄膜的发光性质,结果显示ZnO薄膜室温光致发光只出现一个紫外发发光峰(378 nm),而低温光谱(80 K)则出现了很强的自由激子发光峰。随着温度的升高,束缚激子发光逐渐湮灭向自由激子发光转变,并且峰值位置红移。相对于ZnO薄膜,BeZnO薄膜的紫外发光主峰位置蓝移,并且由于Be元素的掺入导致薄膜晶体质量下降,在低温(80 K)光致发光光谱中没有出现强的自由激子发光峰。另外,在低温光致发光及拉曼光谱中,主峰位置在100~200 K之间有局部最大值,推测为由于合金晶格热膨胀系数失配而引起的应力效应。     

LiNbO3晶体中缺陷的X射线形貌研究

用X射线透射扫描形貌方法观察了直拉法生长LiNbO₃晶体中各种类型点阵缺陷,诸如铁电畴壁、生长层、位错、亚晶界和胞状组织等;用不同衍射矢量对[001]和[210]方向生长的晶体的形貌消象规律,结合X射线铁电异常散射效应和光学显微观察,讨论了晶体中180°铁电畴和生长层的衬度及其分布,并研究了LiNbO₃晶体中180°畴壁形成及其相互关系。 关键词：     

在c-面蓝宝石上控制生长高质量的ZnO单晶薄膜

利用Mg O和低温Zn O的缓冲层技术,在c面蓝宝石衬底上用等离子体辅助分子束外延(P-MBE)的方法生长了高质量的Zn O单晶薄膜。通过XRD测试,Zn O薄膜样品具有c轴方向的择优取向,其(002)方向摇摆曲线的半高宽(FWHM)仅为68.4 arcsec,(102)方向摇摆曲线的半高宽(FWHM)为1 150 arcsec,显示了外延薄膜极高的晶体质量。另外从扫描电子显微测试结果和原子力显微测试结果来看,Zn O薄膜具有极为平整的表面,3μm×3μm面积内的均方根粗糙度仅为0.842 nm,接近原子级的平整。拉曼光谱(Raman)和荧光光谱(PL)测试结果显示,Zn O薄膜样品内部的应力基本释放,而且具有极低的点缺陷密度。高质量Zn O单晶薄膜的实现为Zn O基的光电器件的制备提供了坚实的基础。     

(K0.45Na0.55)NbO3无铅压电晶体的生长形态与介电性能研究

采用高温熔融法制备出了尺寸达5 mm×3 mm×1 mm的(K_0.45Na_0.55)NbO₃(KNN)无铅铁电晶体. XRD测试结果表明KNN晶体结构为纯的钙钛矿正交相结构,晶体的显露面为〈001〉结晶面. SEM显微结构分析表明晶体沿[001]方向呈现层状生长台阶,采用负离子配位多面体生长基元模型解释了晶体层状台阶的生长机理. 研究了晶体样品在室温至500 ℃温度范围内的介电性能,两个介电异常峰出现在240和405 ℃,分别对应正交铁电-四方铁电以及四方铁电-立方顺电相相变温度. 采用修正后的居里外斯定律研究了KNN晶体的介电弛豫特性,结果表明KNN晶体的介电弛豫特性接近于普通铁电体特征. 关键词： 0.45Na_0.55)NbO₃晶体')" href="#">(K_0.45Na_0.55)NbO₃晶体 无铅 晶体结构 介电性能     

氯化钠晶体在高温高压下热物理参数的分子动力学计算

用分子动力学方法和优化的Tosi-Fumi有效两体势函数计算了NaCl晶体温度从298?K到773?K的等温压缩线和体积模量、热膨胀系数和格临爱森系数等热物理参量.计算结果表明，NaCl晶体在温度从298?K到1073?K、压力从0到80?GPa范围内的格临爱森系数γ=γ ₀(V/V₀)^q的近似公式成立，且q≈1078. 关键词： 分子动力学计算 格临爱森系数 氯化钠晶体     

Ni50.5Mn24.5G25单晶的预马氏体相变特性

通过交流磁化率、电阻、有无磁场下的预相变应变、磁致伸缩和磁化强度测量，系统研究了近正配分比Ni505Mn245Ga25单晶的预马氏体相变特性.在自由样品中观察到预马氏体相变应变.在预相变点，沿[010]方向施加大小约为80kA/m的磁场，在晶体母相的[001]方向上获得了高达505ppm的磁致伸缩，该值是相同条件下晶体母相磁致伸缩量的5倍多.同时，报道了不同方向磁场对预相变应变干预的结果.利用软模凝结的概念和依据单晶生长的特点，分析了预相变应变产生的机理.而磁场干预预相变应变的机理是磁场增大的磁弹耦合导致的晶格形变与材料内禀形变的竞争.利用磁性测量结果证实和解释了预相变过程中[001]和[010]轴方向间进一步增大的各向异性.进而对磁场沿[001]和[010]两个晶体学方向所导致的应变特性的差别，包括最大磁致伸缩、饱和预相变应变、饱和场等，进行了分析和讨论. 关键词： 预马氏体相变 应变 磁致伸缩 磁弹耦合     

NaxCoO2晶体的制备、结构和物性

本文以氢氧化钠(NaOH)为溶剂,用高温溶液电解法成功生长出了α相和γ相的NaxCoO2单晶.通过少量SrCO3的添加,可以人为控制晶体产品的晶体学相.以NaOH为溶剂生长出γ相NaxCoO2晶体,添加SrCO3则生长出α相NaxCoO2晶体.对单晶样品的电阻率的测量发现,α相NaxCoO2的电阻率随温度降低而升高,呈半导体特性,而γ相NaxCoO2的电阻率则随温度降低而降低,呈金属性.α相NaxCoO2的热电势低于同温度下γ相NaxCoO2热电势,在300K时分别为30μV/K和70μV/K左右,但均随温度降低而减小,即热电势的温度关系均表现为金属型行为.     

气相传输平衡法在(11-20)面蓝宝石上制备γ铝酸锂膜

为了寻找可能替代蓝宝石作为氮化镓外延的新型衬底,通过48 h的气相传输平衡,分别在1000℃、1030℃、1050℃、1070℃和1100℃制备了一层单相多晶的γ铝酸锂膜。X射线衍射和扫描电镜分别用于表征膜的物相、取向和表面形貌。结果显示,γ铝酸锂择优取向的好坏取决于气相平衡传输温度,在1050℃制备的γ铝酸锂具有高度的[100]择优取向;在γ铝酸锂(001)面上的双轴拉应力可能有助于[100]择优取向的形成;γ铝酸锂晶粒表面裂纹的方向一致性与其择优取向紧密相关。上述结果表明在合适的工艺条件下,气相传输平衡法制备的γ铝酸锂/蓝宝石可能成为一种很有前景且适合(1-100)面氮化镓生长的复合衬底。