利用同步辐射形貌术研究晶体缺陷的实验方法探讨

利用同步辐射X射线形貌术研究晶体缺陷．是近年来发展起来的一种优良的实验方法．本文在研究LNP等晶体缺陷的同时,对这种实验方法进行了系统的探讨,讨论了散射光的消除、焦距的选择、样品的透明度与厚度、曝光的时间、底片的冲洗答问题．以及在缺陷研究中对晶体衍射的劳厄斑点的选取依据．     

人工晶体缺陷检测实验的教学设计

通过整合先进的科研实验室资源,搭建了人工晶体缺陷检测实验教学平台,开设面向本科生的研究性物理实验教学项目.通过理论课和实验课教学,学生了解晶体缺陷的种类及形成机理,使用检测设备直观检测晶体内部缺陷,并对晶体质量进行评价.通过学习人工晶体的生长和缺陷检测方法,学生可以了解规范的晶体制备工艺流程和晶体缺陷的检测标准,提高研究能力和实验水平,培养产业意识和创新精神.     

人工水晶-x面上巴西双晶的形成机制

本文以人工水晶-x面上的巴西双晶作为研究对象,在实验的基础上,利用X射线衍射形貌术和电子探针显微分析等手段,研究了双晶的形成机制,同时分析了Kern的双晶成核动力学理论的不足之处。作者提出了双晶界应变能势垒的概念,认为由于晶体的不完整性提高了晶体本身的能量状态,结果相对降低了应变能势垒的高度,使得双晶易于发生。本文结合晶体生长实验和晶体缺陷的测试,分析了双晶形成与籽晶取向、杂质、晶体缺陷的相互关系,着重指出缺陷对双晶形成的影响。本文还以凹入角生长机制讨论了双晶的发育。 关键词：     

利用同步辐射确定晶体缺陷空间方位的方法

提出了利用同步辐射白光,采用异向入射成像技术,计算晶体缺陷空间方位的新方法.运用此方法研究了金刚石中的晶体缺陷,计算了位错的走向,确定了位错的类型和位错的三维分布特点.     

全国固体中的缺陷学术讨论会在南京召开

由中国科学院和教育部联合主办的全国固体中的缺陷学术讨论会于1979年5月6日至15日在南京召开.有关学术领导机关、研究单位、高等院校、情报出版等53个单位85名代表参加了会议,会上共提出78篇学术报告.参加这次会议的有老当益壮的专家、教授,也有生气勃勃的中青年科学工作者. 晶体缺陷的研究既是固体物理学中基础研究的一个重要方面,同时由于固体材料、元件和器件的工艺过程和技术性能与晶体缺陷密切相关,因此通过掌握晶体缺陷的形成规律,探明晶体缺陷与各种性能的内在联系,就可能做到有目的地控制缺陷,为研制出性能好质量高的固体材料、元…     

单晶金微米片的电磁场增强及伴随的SERS效应

我们通过SERS的方法研究了单个金微米片表面不同区域的电磁场增强。首次对单个金属粒子采用拉曼区域成像的方法为电磁场增强提供了直接的实验证据。用结晶紫作为探针分子,通过对金微米六边形及截断的金微米三角形的SERS研究,直接证明金属粒子的边和角比面的电磁场增强更强。排除分子吸附、杂质干扰、晶体缺陷、表面活性剂等因素的影响,最后得出金微米片上电磁场增强的强弱顺序是角#边#面。     

SiC晶体缺陷的阴极荧光无损表征研究

由于在研究SiC晶体缺陷对器件性能的影响的过程中,表征材料缺陷的常用的方法是破坏性的,因此寻找一种无损的测试方法对缺陷进行有效的表征显得尤为重要。基于阴极荧光(CL)的工作原理对4H-SiC同质外延材料的晶体缺陷进行了无损测试研究。结果发现利用阴极荧光可以观测到晶体内部的堆垛层错、刃位错和螺位错以及基面位错,其阴极荧光图中的形貌分别为直角三角形、点状和短棒状。因此该方法成为SiC晶体缺陷的无损表征时的一种有效的测试方法。如果利用该方法对材料的衬底和外延层缺陷分别进行观测就能建立起衬底和外延层缺陷之间的某种联系,另外对器件工作前后的缺陷进行表征,建立器件工作前后缺陷之间的联系,就可以进一步地研究材料缺陷对器件性能影响的问题。     

新实验技术在材料研究中的应用讲座 第十六讲 半导体晶体缺陷显微镜研究中的若干方法

一、引 言 用显微镜研究晶体缺陷的发展可分为两个方面:其一是采用各种专用显微镜[1],例如,根据泽尼克(Zernike)原理[2]制造的位相衬度显微镜(它能把物体产生的位相衬度转换成可见的强度衬度),和根据诺玛斯基(Nomarski)原理制造的微分干涉衬度显微镜[3]等.其二是在样品的制备和处理方面主要是寻找优秀的腐蚀剂.每种晶体都有一系列的腐蚀剂[4],而且还在不断出现新型的腐蚀剂.用于半导体晶体的主要腐蚀剂见本文的附录. 在对晶体缺陷深入理解的基础上,根据研究工作的需要,充分发挥了显微镜和腐蚀剂的作用,从而形成了若干观察晶体缺陷的方法.本…     

层状晶体层错的会聚束电子衍射研究

用会聚束电子衍射得到了石墨和辉钼矿的底面横向层错的带轴图样。带轴图样显示了层错引起的变化,对称性降低和部分衍射分裂,本文首先指出衍射分裂或不分裂可以用晶体缺陷衍射衬度理论来解释,这对应于缺陷的可见和不可见,这结果对缺陷的研究有普遍性意义。这方法为研究晶体缺陷提供了强有力的手段。 关键词：     

正电子湮灭在固体物理学中的应用

一、引 言 随着核物理实验方法和技术的发展和完善,其中许多方法已被用来研究固体的物质结构,例如,穆斯堡尔效应、扰动角关联、离子注入、沟道效应等等.正电子湮灭方法也是这类重要的核物理实验方法之一. 当正电于进入固体物质时,和物质中的电子相遇而发生湮灭,正负电子对的湮灭结果放出几个射线.湮灭过程的特性受正电子所遇到的原子环境的影响因此正电子湮灭实验可以用来探测物质的微观结构,这种方法就称为止电子湮灭方法.19504年Sergio DeHenedetti等人开始将这种新方法用来研究物质结构.二十多年来这一方法在金属、合金、晶体缺陷、无…     

Observations of defect propagation in [100]-oriented opal-type photonic crystals

Charged colloidal suspensions have been used as experimental models for the study of crystal nucleation. Here we propose that the technique of template-assisted colloidal self-assembly can be used to visualize the effects of defect propagation in atomic crystal films produced using epitaxial growth. Templates with periodic line defects were used to grow [100]-oriented three-dimensional photonic crystals by means of the template-assisted colloidal self-assembly method, aided by capillary and gravitational forces. The defect propagation in the [100]-oriented photonic crystal was observed using scanning electron microscopy, both at the surface of the crystal and on cleaved facets. This method is useful in the understanding of defect propagation in the growth of colloidal films on templates - and the same approach may also prove useful for the understanding of atomic crystal growth on substrates with defects. Additionally, the deliberate incorporation of line defects may prove valuable as a way of introducing waveguide channels into three-dimensional photonic crystals.     

一维光子晶体中多缺陷耦合导致的杂质带

利用传输矩阵方法研究了包含多个周期性分布的缺陷的一维光子晶体的透射谱.以33个周期的1/4波堆存在5个缺陷的光子晶体为例作了数值计算.结果表明,在周期性光子晶体中加入多个缺陷时,将在截止带中产生多个缺陷模.这些缺陷模构成的杂质能带依赖于缺陷在晶体中的分布.当缺陷密集时,缺陷模耦合较强,杂质带中透射峰相距较远,它们对应禁带中许多分立定域的杂质能级;当缺陷稀疏时,缺陷模耦合较弱,透射峰相距较近,分立的杂质能级趋于简并,由此形成一个很窄的通带.     

含负折射率缺陷的一维光子晶体的杂质带

利用传输矩阵方法研究了含负折射率缺陷的一维光子晶体的透射谱.以19个周期的1/4波堆存在3个负折射率缺陷的光子晶体为例进行了数值计算.结果表明:如果改变缺陷的折射率,缺陷模之间的耦合作用将发生改变,带隙中形成的杂质带也随之改变; 当这个折射率取适当值时,在禁带中出现多个尖锐的透射峰,与正折射率缺陷构成的杂质带不同.     

氘化对KH2PO4晶体微观缺陷影响的正电子湮没研究

采用传统降温法从不同程度氘化(x=0, 0.51, 0.85)的生长溶液中生长氘化KH₂PO₄(KDP) 晶体, 利用正电子湮没技术(正电子寿命谱和多普勒展宽谱)、结合X射线衍射谱(XRD) 结构分析, 对KDP晶体氘化生长的微观缺陷进行了研究, 讨论了氘化程度对晶体内部微观结构特性、缺陷类型和浓度的影响. XRD结果显示晶胞参数a, b值随氘含量的增加而增加, c值无明显变化; 正电子寿命谱结果发现随着氘化浓度的提高, KDP晶体内部中性填隙缺陷以及氧缺陷不断增加, 引起晶体晶格畸变; 氢空位、K空位、杂质替位缺陷不断发生缔合反应形成复合缺陷, 缺陷浓度不断减少; 团簇、微空洞等大尺寸缺陷也在不断发生聚合反应, 缺陷浓度表现为不断减少. 多普勒实验结果表明随着氘化程度的提升, 晶体内部各类缺陷表现为同步变化. 实验结果表明, KDP晶体在低浓度氘化生长(50%以内)下缺陷反应较弱, 而在高浓度氘化(50%以上)下的缺陷反应显著增强.     

一种紧凑的、可调的、基于缺陷共振的光开关

采用平面波展开法(PWM)和时域有限差分(FDTD)法,研究光在含点缺陷的光子晶体波导中的传输特性.计算结果表明,通过引入两共振腔(点缺陷),处于共振频率附近的光波将被完全反射回光子晶体波导.由于共振频率随点缺陷的折射率的变化而改变,这种现象可用来设计可调光开关. 关键词： 光子晶体波导 缺陷共振 光开关 透射率     

CuI晶体及其缺陷态电子结构的模拟

利用相对论密度泛函理论和嵌入分子团簇方法,模拟计算了具有闪锌矿结构的γ态CuI晶体及其缺陷态的电子结构。结果显示晶体的本征能级结构:价带顶主要由I5p和Cu3d轨道杂化组成,导带底由Cu4s轨道组成,禁带宽度为3.1eV,该结果与实验相符。在不同缺陷态的计算中,四面体间隙铜缺陷相对其他间隙缺陷更易于在晶体中形成,其中Cu3d→4s跃迁能量为3.2eV,推测与CuI晶体发光密切相关。     

KDP晶体微纳米加工表层缺陷对其激光损伤阈值的影响

使用有限元方法分析了在激光辐照条件下,KDP晶体已加工表面存在的残余内应力、微裂纹及微孔等多种微纳米加工表层缺陷对晶体激光损伤阈值的影响。通过分析发现:KDP晶体微纳米加工表层缺陷的存在,会影响晶体表面的温度场及热应力场的分布,使入射激光的能量积聚在缺陷附近的很小范围内,造成晶体缺陷处产生局部熔融现象,从而使KDP晶体产生损伤,降低KDP晶体的激光损伤阈值。针对微纳米表层的微裂纹进行了损伤阈值测试实验,结果表明微裂纹的存在会降低KDP晶体的激光损伤阈值(约降低3J/cm2),实验结果与仿真结果符合得很好。     

On the impact of stress on intrinsic defect formation during single crystal silicon growth

The incorporation of intrinsic point defects during silicon crystal growth from the melt is discussed using most recent data for intrinsic point defect thermal equilibrium concentration and diffusivity. It is shown that by taking into account the impact of stress on the thermal equilibrium concentration of vacancies and self-interstitials, the intrinsic point defect properties derived from self- and metal-diffusion experiments can be used to model point defect incorporation and clustering during silicon crystal growth from the melt. The solution is however not unique and a large uncertainty still remains on the real thermodynamic parameters of both intrinsic point defects. Only comparison with a wide range of experimental data from crystal pulling experiments—taking into account also the stress effects—will allow to further narrow down the uncertainty ranges on the intrinsic point defect properties in silicon.     

光子晶体四信道波分复用器的研究

提出了一种由2-D光子晶体构成的四信道波分复用系统。该系统包括利用光子晶体的线缺陷实现的波导部分和利用光子晶体微腔实现的频率选择部分。采用时域有限差分(FDTD)方法,研究了光在含点缺陷(即微腔)和线缺陷(即波导)的光子晶体中的传输特性,并给出了仿真结果。计算结果表明,该结构可以实现波长为λ=1550nm附近的四信道波分复用。     

高压下KMgF_3晶体光学性质的第一性原理研究

本文采用第一性原理的方法,在100 GPa的压力范围内,计算了KMgF_3的理想晶体和含空位缺陷晶体的光学性质.吸收谱数据表明,在100 GPa范围内,压力因素不会导致KMgF_3晶体在可见光区有光吸收行为.钾、镁和氟空位缺陷的存在会使得KMgF_3晶体的吸收边红移(其中氟空位缺陷引起的红移最显著),但这些红移不会导致它在可见光区出现光吸收的现象.能量损失谱数据显示,压力因素不仅会使得KMgF_3晶体的能量损失谱有蓝移的行为,而且还会引起它的较强谱峰个数发生变化.在100 GPa处的缺陷晶体数据指明,氟空位缺陷会导致其能量损失谱的两个较强谱峰的峰值强度明显降低.分析表明,KMgF_3晶体有成为冲击窗口材料的可能,并且本文所获得的结果对未来的实验探究有参考作用.