Nd：YAG单晶光纤光学特性研究

本文测量了用激光加热基座法拉制的Nd:YAG单晶光纤(具有块状晶体)的吸收谱线,荧光谱线等光谱学特性.根据测得的散射特性分析了用该法拉制的单晶光纤的生长缺陷和直径波动及其与单晶光纤质量的关系.     

温度梯度法生长Nd:YAG激光晶体的核心分布

用温度梯度法生长了直径为75 mm大尺寸的Nd∶YAG激光晶体，通过退火排除了生长过程中进入晶体的碳原子. 用正交偏光显微镜观察了晶体的核心分布以及生长条纹. 测试了室温下的吸收谱并利用吸收谱研究了Nd离子在YAG晶体中的分布. 比较了温度梯度法与提拉法生长晶体的区别. 关键词： 材料 缺陷 温度梯度法 Nd∶YAG     

用银靶X射线形貌术研究Nd:YAG晶体中位错的性质及运动

用AgK_α辐射X射线透射形貌术成功地显示了Nd:YAG晶体中的缺陷性质及其分布.在用引上法及温梯法生长的晶体中存在数种缺陷如生长条纹、沉淀粒子、刃位错、螺应错以及由于位错运动而形成的混合型位错.实验结果与光学方法所得结果相一致,但在判明位错的性质方面,X射线形貌术有其独特的优点.     

白光LED用新型Ce,Pr掺杂的YAG单晶荧光材料的光谱性能研究

为了改善白光LED用荧光材料效率低、均匀性差、光衰大、寿命短及物化性能差等不足,本文采用单晶荧光材料取代荧光粉来制备白光LED,并对白光LED用新型YAG单晶荧光材料的制备和光谱性能进行了研究.采用提拉法生长了白光LED用Ce:YAG及Pr,Ce:YAG晶体,并通过吸收光谱,激发、发射光谱对晶体材料的光谱特性进行表征....     

ZnSe单晶的生长及其激子光谱

本文描述了甩升华法生长ZnSe单晶的生长情况和晶体品质。为了获得高纯高完整性单晶,由高纯Zn和Se反应合成了ZnSe,设计了特殊形状的成核室,保证了在一个晶核上单晶的生长;同时在生长过程中控制组分分压,减小了化学计量比的偏差。通过偏光显微镜的观察和He-Ne激光散射的形貌分析表明,在生长速率小于0.5(毫米/天)情况下,在块状单晶体中观察不到生长带纹的条纹,但观察到位错缺陷。在液氦温度的光致发光光谱中首次观察到强的自由激子光谱和激子激发态的光谱;观察到典型的反射光谱和精细的束缚激子谱线,没有观察到2.4eV以下的深能级发光谱带。这些结果表明单晶的纯度和完整性是良好的。     

白光LED用新型Ce,Pr掺杂的YAG单晶荧光材料的光谱性能研究

为了改善白光LED用荧光材料效率低、均匀性差、光衰大、寿命短及物化性能差等不足,本文采用单晶荧光材料取代荧光粉来制备白光LED,并对白光LED用新型YAG单晶荧光材料的制备和光谱性能进行了研究.采用提拉法生长了白光LED用Ce∶YAG及Pr,Ce∶YAG晶体,并通过吸收光谱,激发、发射光谱对晶体材料的光谱特性进行表征.研究表明,Ce∶YAG单晶荧光材料可以被发射波长460 nm左右的蓝光芯片有效激发,产生一个范围为480~650 nm宽峰发射.通过Pr3+,Ce3+离子共掺杂可以有效补偿Ce3+离子单掺杂YAG荧光材料发光中的红色发光成分.     

我国首次空间生长GaAs单晶实验的结果分析

在空间微重力环境中,用重熔再结晶法从悬浮熔体生长了掺杂Te-GsAs单晶,晶体从中间断开表明长悬浮熔体的不稳定性,晶体中部未见杂质条纹说明浮力对流已消失,而外层有杂质条纹表明存在Marangoni对流,晶体中杂质含量减少和宏观分布不均匀,是短熔区杂质分凝机制控制和杂质Te从熔体挥发的结果,晶体中的高位错缺陷是快速生长和退火时产生的热应力以及界面籽晶侧的空位团崩塌造成的。 关键词：     

触媒组分对高温高压金刚石大单晶生长及裂纹缺陷的影响

本文利用六面顶压机,在5.6 GPa, 1250—1450℃的高压高温条件下,分别选用FeNiCo和NiMnCo触媒合金开展了金刚石大单晶的生长实验,系统地考察了触媒组分对金刚石单晶裂纹缺陷的影响.首先,通过对两种组分触媒晶体生长实验对比发现,金刚石大单晶裂纹缺陷出现的概率与触媒组分相关联.同NiMnCo触媒相比, FeNiCo触媒生长的金刚石单晶更容易出现生长裂纹.我们认为,这与FeNiCo触媒黏度高、流动性差、碳素输运能力差、生长中晶体比表面积大,进而导致其对生长条件稳定性的要求较高有关.其次,两种触媒极限增重速度和生长时间的关系曲线表明,相同生长时间条件下, NiMnCo触媒生长金刚石单晶的极限增重速度相对较大.再次,扫描电子显微镜测试结果表明,裂纹缺陷的出现与否同晶体表面平整度的高低无必然联系,表面平整度高的金刚石单晶内部也可能存在裂纹缺陷.最后,经对金刚石单晶傅里叶微区红外测试结果进行分析,得出了氮杂质含量的高低与金刚石单晶裂纹缺陷的出现与否无内在关联性的研究结论.     

基于Ce:YAG单晶的白光发光二极管性能研究

以Ce:YAG单晶取代传统Ce:YAG荧光粉用于制备白光发光二极管(LED),研究了Ce:YAG单晶厚度及驱动电压的变化对其发射光谱、色坐标、亮度、光视效能和色温的影响。研究结果表明,在基于Ce:YAG单晶的白光LED中,发射光的色坐标以及蓝光与黄绿光之间的相对强度可通过对Ce:YAG单晶片厚度的改变进行调整。在恒定电压驱动下,白光LED样品的亮度、光视效能和色温均随单晶片厚度的减小而增加。当Ce:YAG单晶厚度为0.6mm时,可获得较纯的白发射光,并且其色坐标具有较高的可靠性和稳定性,基本不受驱动电压变化的影响。研究结果表明Ce:YAG单晶是一种可用于新型白光LED的理想荧光材料。     

采用解析法对Nd:YAG单晶光纤的温度场研究

采用解析法对Nd:YAG单晶光纤激光器热效应相关的光纤温度场分布进行研究。建立了Nd:YAG单晶光纤热模型,在单晶光纤所满足的边界条件下通过解析求解热传导方程,得到在高功率808 nm泵浦光抽运下产生946 nm激光的单晶光纤温度场分布,并与传统Nd∶YAG激光晶体的温度场进行比较,然后分别与同泵浦条件下的有限元数值方法的分析结果进行研究对比,最后分析泵浦光参数、单晶光纤参数等对温度场的影响。结果表明,功率为86 W的泵浦光入射至单晶光纤端面的最高温升仅为30.98℃,明显优于同泵浦条件下传统Nd∶YAG晶体的端面温升结果94.37℃,与有限元数值法得到的Nd:YAG单晶光纤19℃温升结果相比,该解析法结果更接近于实验的测量值31℃,能够更精确描述晶体光纤温度场。本文可对单晶光纤激光器热效应的精确研究提供一定参考,进而有利于提高单晶光纤激光器的性能。     

通过交替生长气氛调控N掺杂ZnO薄膜电学特性

使用分子束外延方法在c面蓝宝石衬底上生长了系列氮掺杂ZnO薄膜样品。在连续的富锌气氛环境中生长的样品,由于存在大量的施主缺陷,呈现n型电导。为了抑制施主缺陷带来的补偿效应,在生长过程中,通过周期性补充氧气,形成周期性的富氧气氛,缓解了氮掺杂浓度和施主缺陷浓度之间的矛盾。光致发光测量表明,通过交替生长气氛,氧空位和锌间隙等缺陷在薄膜中得到了显著抑制。通过交替生长气氛生长的外延薄膜的结晶质量也有所提高。样品显示出重复性较高的p型电导,载流子浓度可达到10¹⁶ cm^-3。周期性补氧调节生长气氛的生长方式是一种有效实现p型掺杂ZnO的方法。     

直拉硅单晶原生微缺陷的观察

对沿<100>方向生长的p型和沿<111>方向生长的n型宏观无位错直拉硅单晶,用铜缀饰X射线形貌术和腐蚀法观察到两种不同类型的微缺陷,对n型硅单晶还观察到一种特殊组态的微缺陷。对观察到的微缺陷的分布、组态进行了初步的分析。本文首次采用X射线透射投影和截面形貌术对硅单晶原生微缺陷进行直接观察,获得了相应的微缺陷图。所观察到的微缺陷的组态、尺度、分布等与铜缀饰X射线透射形貌图所示结果一致。 关键词：     

用高分辨透射电镜对MOCVD生长的ZnSe1-xSx-ZnSe应变超晶格结构的研究

本文利用高分辨电子显微镜(TEM)从原子尺度对MOCVD生长的ZnSe_1-xS_x-Znse应变超晶格的精细结构进行了细致观察.通过对缺陷的种类、分布的分析提出缺陷的产生原因与过渡层质量有直接关系,通过改善过渡层的成份及各层间的厚度可制备出结构较完整以及较平整的超晶格薄层材料.     

Enhancement of zinc interstitials in ZnO nanotubes grown on glass substrate by the hydrothermal method

In this study, high density well aligned ZnO nanotubes were grown on glass via a two-step growth-then-etching by simple and template-free hydrothermal method. We used etching procedure to introduce additional zinc interstitial defects in the ZnO nanotubes. The optical properties of the ZnO nanotubes have been investigated by depth-resolved cathodluminescence spectroscopy (DRCLS) which provides information about the physical origin and growth dependence of optically active defects together with their spatial distribution. The DRCLS study gives clear evidence about the enhancement of zinc interstitial defects which are responsible for the violet and decrease of the DL emission in ZnO nanotubes when compared to the as grown ZnO nanorods. We observed a variation in the zinc interstitials along the nanotube depth.     

不同生长条件下ZnO薄膜电学性质的研究

ZnO薄膜中的高的背景电子浓度能够对p型掺杂形成补偿,从而对p型掺杂造成障碍,了解高背景电子浓度的来源有助于对p型掺杂的研究。本文采用分子束外延技术在不同真空度下在a面蓝宝石衬底上生长了一系列氧化锌薄膜,发现在低真空度下生长的样品的载流子浓度较高,为10¹⁹ cm^-3量级;而高真空度下生长的样品,其载流子浓度比低真空生长的样品显著降低,降低了3个数量级。在相同条件下生长的样品,通过不同的后处理手段进行处理后,其电子浓度未发生明显变化,说明氧空位等本征缺陷不是ZnO薄膜中电子的主要来源,高背景电子浓度应该与生长过程中非故意引入的杂质相关。通过低温光致发光表征,发现低真空度下生长的样品在低温下3.366 eV处有强的施主束缚激子发光峰,而高真空度下生长的样品的此发光峰显著变弱。由此,高电子浓度被归结为与生长过程中非故意引入的氢杂质相关。     

Spin resonance spectroscopy of grown-in defects in Ga(In)NP alloys

We employ the optically detected magnetic resonance (ODMR) technique to study and identify important grown-in defects in Ga(In)NP grown by molecular-beam epitaxy (MBE). Several types of defects were revealed from ODMR studies. The dominant defects were found to be related to Ga interstitials, evident form their characteristic hyperfine interaction arising from the spin interaction between the electron and the Ga nucleus. Some other as yet unidentified intrinsic defects were also found to be commonly present in the alloys. The effects of growth conditions (ion bombardment, N₂ gas flow, etc.) and post-growth rapid thermal annealing on the formation of these defects were studied in detail, shedding light on the formation mechanism of defects.     

GaN外延层中的缺陷对光学性质的影响

用金属有机化合物气相外延（ＭＯＶＥＰ）方法生长具有不同表面形貌的非掺杂ＧａＮ，并对部分样品的外延层表面进行镜面加工．用阴极射线发光、光散射和拉曼散射方法观察ＧａＮ中深能级发光、缺陷散射光分布和拉曼散射光频移．结果表明，缺陷不但影响ＧａＮ的发光和光散射，而且影响拉曼频移     

杂质与缺陷对GaMnAs光学特性影响的研究

提高GaMnAs材料中Mn的含量可以提高其居里温度, 但随之而来也会引入很多缺陷。为了研究高含量Mn引入的缺陷对稀磁半导体材料的影响, 本文对低温分子束外延技术（LT-MBE）生长的GaMnAs外延层进行了光电导以及红外等光谱的分析。通过对样品的光谱分析, 发现样品中存在大量的As反位缺陷（AsGa）、Mn的间隙位缺陷（MnI）、以及在生长和退火过程中产生的Mn以及MnAs团簇等缺陷, 这些缺陷都会影响外延层的光谱特性, 同时也会影响器件的电学性能。     

Investigation of electrical and optical properties of ZnO thin films grown with O<Subscript>2</Subscript>/O<Subscript>3</Subscript> gas mixture

The electrical and optical properties of ZnO thin films grown with an O₂/O₃ gas mixture are compared with samples grown with pure oxygen gas. The ZnO films were grown on sapphire(0001) by pulsed laser deposition. The residual background carrier concentration is reduced by using an O₂/O₃ gas mixture as compared to pure molecular oxygen. In particular, a one order of magnitude reduction in residual background carrier density (6.15×10¹⁶ cm^-3) is achieved by using an O₂/O₃ gas mixture. The lower donor defect density is attributed to the generation of acceptor defects compensating for the residual donor defects. Photoluminescence results show that the deep level emission increased and the band edge emission decreased for the ZnO films grown with ozone, as compared to the samples grown with pure oxygen gas. PACS 73.61.Ga; 78.55Et; 81.05 Dz; 81.15.Fg     

Donor-like defects in ZnO substrate materials and ZnO thin films

We have investigated donor-like defects in ZnO substrate material grown by three different methods, and in epitaxial ZnO thin films grown on sapphire by pulsed laser deposition. Temperature dependent Hall effect measurements yield information about dominant donors. The thermal activation energies lie in a wide range from about 20 meV to about 370 meV. Deep level transient spectroscopy is used to obtain parameters of deep donor-like defects. For that, a high-speed diode contact configuration was laid out for the epitaxial thin films in order to determine the defect parameters with high precision. The identified levels are E1, E3 and E4, though the level E4 is observed only in single crystals grown by seeded chemical vapor transport. PACS 72.10.Fk; 72.80.Ey; 73.50.-h