在Si(100)上以AlN作过渡层低温外延生长ZnO薄膜

采用脉冲激光沉积(PLD)方法在Si(100)上成功生长了高度c轴取向的AlN薄膜,并以此为衬底,实现了ZnO薄膜的低温准外延生长.通过X射线衍射(XRD)、原子力显微镜(AFM)以及荧光分光光度计表征ZnO薄膜的结构、表面形貌和发光性能.结果表明,ZnO薄膜能在AlN过渡层上沿c轴准外延生长,采用AlN过渡层后,其荧光强度也有大幅提高.     

ZnO压电薄膜的制备与性能表征

采用射频磁控溅射法在硅(100)衬底上制备高质量的ZnO压电薄膜.利用X射线衍射仪(XRD)、原子力显微镜(AFM)、压电响应力显微镜(PFM)等仪器研究了薄膜成分,表面形貌和压电性质.结果表明:实验制备的ZnO薄膜具有很好的压电性质,c轴取向和表面粗糙度对薄膜压电特性有很大影响,高度c轴取向生长和表面粗糙度较小的ZnO薄膜表现出更好的压电性质.     

8英寸铌酸锂晶体生长研究

铌酸锂单晶薄膜(LNOI)在新一代信息技术中关键通信器件领域的作用日益显著,随着铌酸锂单晶薄膜制备技术和光子集成技术的发展,降低芯片成本、增加芯片集成度是光子集成芯片永恒不变的发展方向,因此迫切需求大尺寸铌酸锂晶体。本文讨论了大尺寸坩埚中熔体自然对流随着液面下降的变化规律,研究了8英寸(1英寸=2.54 cm)铌酸锂Z轴、X轴两个提拉方向的生长特点,获得等径尺寸大于φ210 mm×50 mm的8英寸Z轴、X轴铌酸锂晶体。1 mm厚X轴铌酸锂晶圆的透过率显示波长380～3 300 nm光谱的透过率超过了70%,晶片纹影图像显示晶体中存在折射率脉理缺陷。     

三维孔道结构(H3 NCH2 CH2 NH3)2(H3 NCH2 CH2 NH2)[VⅢ(H2O)2(VⅣ O)8(OH)4(H(P,B)O4)4((P,B)O4)4(H2O)2]·3H2O的水热合成及晶体化学研究 ——(2)晶体结构与晶体化学

在单晶X射线衍射实验的基础上,对孔道结构化合物V9P8-en的类质同象物V9(P,B)8-en的晶体结构和晶体化学进行了深入研究.结果表明,该化合物的晶体学数据为:P2(1)/n,a=1.43134(9)nm,b=1.01256(6)nm,c=1.83156(12)nm,β=90.280(2)°,V=2.6545(3)nm3,Z=2,R=0.0540,wR2=0.1551.结构中,沿着三个结晶轴方向发育复杂而规整的三维孔道,最大孔径达1.83nm(∥b轴),质子化乙二胺和水分子居于孔道中.硼部分替代四面体配位的磷,替代率为B8:P8=0.1838:7.8162;其中B与{P-OH}位P的替代量大于与[P-O]位P的替代量.相对于V9P8-en来说,V9(P,B)8-en的晶胞参数发生了变化,导致b轴增长(1.0150→1.0256nm)和c轴缩短(1.8374→1.8316nm),同时β角变小(90.39→90.278(2)°).二者的化学计量比也不同,体现在结构与孔容的关系、电荷平衡、满足亲水-疏水作用的结晶水的数量及有机模板分子的赋存状态等方面都有差异.     

电子背散衍射花样的数学特征

电子背散衍射(EBSD)花样揭示了材料的物相成分、晶体结构、晶粒取向、晶粒大小和晶界的信息。EBSD花样非常复杂,通常需要借助专门的计算软件才能解析。本文系统地研究了EBSD花样的数学特征,建立了任意晶体取向与EBSD花样之间的数理关系,推导了面心立方、体心立方和六方晶体的基本晶带轴的理论EBSD花样的数学特征,以及面心立方晶体的(001)<110>取向和(001)<100>取向的理论菊池(Kikuchi)花样特征。在实测EBSD花样的分析中与各晶系各点阵的基本晶带轴的理论EBSD花样特征比较,即通过图像特征对比,就可以直接确定实测EBSD花样所属的晶系、点阵和Kikuchi线交点对应的晶带轴[uvw],再由基本晶带轴的坐标计算出晶体取向,还能提供基本晶面信息,如原子密排晶面在样品中的空间分布,这有利于晶体的变形或生长机理研究。EBSD为单晶芯片质量检验提供了新方法。     

化学气相输运法制备ZnO晶体

采用化学气相输运法在常压开放系统中,以ZnO粉体为原料,HCl和NH3为输运气体,O2和H2O为反应气体,适度过量的HCl作为刻蚀性气体,在(0001)方向的蓝宝石籽晶片上制备了(0002)方向定向生长的ZnO晶体,且a、b轴生长速度明显高于c轴方向.以(0002)方向的ZnO籽晶片作基片,制备了ZnO单晶厚膜,晶体呈螺旋状外延生长,正极面的单晶摇摆曲线半高宽为543.6弧秒.     

c轴倾斜CuCr1-xMgxO2(x=0,0.02)薄膜的外延生长

采用脉冲激光沉积技术在0°,5°,10°c轴倾斜α-Al2 O3 (0001)衬底上制备出c轴生长CuCr1-xMgx O2(x=0,0.02)薄膜.用x射线衍射Φ扫描分析薄膜与衬底(000l)晶面的结晶取向关系为＜1100＞ CuCrO2∥＜1120＞α-Al2O3,并进一步通过θ扫描、2θ扫描表征5°和10°c轴倾斜衬底上CuCrO2薄膜与衬底(0006)晶面之间的倾斜角度差值由0.43°增加到1.76°,得到薄膜c轴外延性随衬底倾斜角变大而变差.AFM观察生长在α-A12 O3 (0001)衬J芪上的CuCr1-xMgxO2薄膜为层状形貌,且倾斜衬底上薄膜晶粒尺寸减小,晶界增加.p-T测量曲线表明:相比平直衬底,10°倾斜衬底上CuCrO2薄膜的电阻率略有升高,这是由于倾斜衬底上薄膜结晶质量较差及晶界对载流子散射增强所致,与XRD和AFM结果相一致.     

硒化镉晶体定向切割方法研究

根据硒化镉(CdSe)晶体结构的特点,发展了一种简便、快捷、准确的定向方法.此法只需观察CdSe晶体解理面上台阶的走向,便可确定CdSe晶体的C轴方向,即解理面上台阶延伸的方向为CdSe晶体的C轴方向,并采用X射线衍射法对结果进行了验证.已知C轴和某一晶面,借助激光正反射技术,可在CdSe单晶体上定向切割出任意所需的晶面.     

AgGa0.7In0.3Se2晶体热膨胀行为研究

采用一种新的定向方法,快速定出了AgGa0.7In03Se2晶体c轴方向,制备得到[001]、[100]方向的块状样品;采用德国B(a)hr公司的WinTA 100热膨胀仪对其进行测试,分别获得了晶体沿c轴、a轴方向的热膨胀系数,分析了它们随温度变化的规律以及晶体出现反常热膨胀的机制;计算出晶体的体热膨胀系数和各向异性因子,分析讨论了晶体非轴向热膨胀系数在不同温度下随cos2φ的变化规律.     

有机非线性光学晶体DAST的生长、形貌及透过光谱

采用自发结晶法和籽晶法制备了4-(4-二甲基氨基苯乙烯基)甲基吡啶对甲基苯磺酸盐(DAST)晶体,所得晶体尺寸为10 mm×10mm 1～2 mm.研究了不同生长位置对生长习性和晶体形貌的影响,在溶液中部或顶部生长时DAST晶体倾向于沿a轴方向生长,晶体呈片状;在溶液底部时DAST晶体c轴方向生长加快,晶体呈块状.测试了DAST晶体(001)面X射线衍射摇摆曲线,对比分析了不同生长方法对晶体质量的影响.另外,对所制备的DAST晶体的透过光谱及吸收系数进行了研究.