超宽禁带半导体 β-Ga2O3单晶生长突破2英寸

<正>氧化镓(β-Ga_2O_3)单晶是一种第四代超宽禁带氧化物半导体,其禁带宽度为4.8~4.9eV,具有独特的紫外透过特性(吸收截止边~260nm);击穿电场强度高达8MV/cm,是Si的近27倍、SiC及GaN的2倍以上,巴利加优值分别是SiC、GaN的10倍、4倍以上,并且可以采用熔体法生长大尺寸体单晶,因此β-Ga_2O_3已成为超高压功率器件和深紫外光电子器件的优选材料之一。由于其在军事、能源、医疗、环境等领域的重要应用价值,近年来,氧化镓材料及器件的研究与应用成为当前美国、日本、德国等国家的研究热点和竞争重     

退火处理对ZnO薄膜发光特性的影响

用脉冲激光沉积法(PLD)在MgO(100)、α-Al2O3(0001)和MgAl2O4(111)衬底上沉积了ZnO薄膜,测量了它们的发射光谱,观察到430nm的蓝光发射,并研究了退火、衬底和激发波长对ZnO薄膜这一蓝光发射的影响.指出ZnO薄膜中430nm的蓝光发射是由锌填隙原子缺陷能级到价带顶能级间的跃迁以及电子从氧空位浅施主能级到价带顶能级间的跃迁两种机理共同作用的结果.在MgO衬底上沉积的ZnO薄膜在350nm光激发下蓝光发射峰最强.     

硅酸钇晶体的生长、腐蚀形貌和光谱性能研究

本文采用中频感应提拉法成功生长了未掺杂的Y2SiO5(YSO)晶体,经过定向、切割、抛光后得到样品.经过腐蚀后,利用大视场显微镜和扫描电镜在样品表面上观察到了菱形和四边形的位错蚀坑、小角晶界和包裹物等缺陷;测试了经过氢气、空气退火前后,辐照前后YSO晶体的透过谱,结果表明:YSO晶体的吸收边大约在202nm,氢气退火后在200～300nm波段透过率增加,空气退火后透过率显著降低;辐照后,氢气退火的样品在200～500nm波段透过率显著降低.     

水热法ZnO晶体特征研究

ZnO具有优良的综合性能使其成为极有前途的下一代光电材料,水热法是一种重要的生长ZnO晶体的方法.本文对水热法生长的面积约150mm2的ZnO晶体进行了报道,研究了晶体不同方向的生长速度、形貌特征和光学性能.X射线摇摆曲线表明晶体的质量较好.对于光学性质的分析表明晶体生长时加入H2O2能显著提高晶体的质量.494nm附近的发光带可能与氧空位有关.520nm的发光可能与Na或者Si所形成的杂质能级跃迁有关.     

Dual-wavelength synchronously mode-locked Tm-doped bulk laser with terahertz frequency beating

A dual-wavelength synchronously mode-locked homogeneously broadened bulk laser operating at 1985.6 and1989 nm is presented for the first time, to the best of our knowledge, which delivers a maximum output power of 166 m W and a repetition rate of 85 MHz. The pulse duration was measured to be 16.8 ps by assuming a sech~2 pulse shape. The recorded autocorrelation trace showed frequency beating signals with an interval of 3.8 ps and a full width at half-maximum duration of 2 ps, corresponding to an ultrahigh beating frequency of about0.26 THz, which agrees well with the frequency difference of the emitted two spectral peaks. The results indicated that such a kind of dual-wavelength mode-locked Tm:YAlO_3 laser could be potentially used for generating terahertz radiations.     

两种国产新型掺Yb氟化物激光晶体的光谱特性研究

掺Yb氟化物激光材料是继掺Yb氧化物激光材料之后的另一类重要的掺Yb激光材料,已经成为可调谐激光和超快激光领域中研究的热点之一。针对两种国产新型掺Yb的氟化物激光材料：混晶材料Yb∶CaF₂-SrF₂和共掺离子型的单晶材料Yb, Y∶CaF₂,进行了详细的光谱特性比对实验研究。通过荧光比对实验,发现这两类激光材料的荧光光谱完全不同,并分析了不同荧光产生的物理机制。通过吸收率比对实验,讨论了两类材料中的激活离子Yb或共掺离子Y的掺杂浓度对晶体吸收特性的影响,得到了最佳掺Yb离子或共掺Y离子的浓度。利用激光二极管作为泵浦源,实现了这两类新型材料在折叠腔型下的连续激光输出运转,其中对于共掺离子型Yb, Y∶CaF₂晶体是首次实现连续激光运转。通过激光对比实验,获得了两类激光材料(四种样品)的激光输入—输出关系曲线,测量了各自的斜效率和激光光谱特征。通过系统地比较两类激光晶体的吸收率、荧光光谱特性、激光光谱特性以及连续激光运转的阈值功率和斜效率等参数得出以下结论：在四种实验样品中,共掺离子型单晶材料中的3at%Yb, 6at% Y∶CaF₂晶体具有最好的光谱和激光特性,具有良好的应用前景。这些实验结果为进一步提升此类激光材料的性能提供了有益的参考。     

蓝宝石晶体的热学性能研究

对热交换法生长的蓝宝石晶体的热学性质做了系统的研究.在298 ～1773 K的温度范围内,用热膨胀仪测量晶体的主热膨胀系数分别为α11=5.312×10-6 ～8.379×10-6 K-1,α33=6.008×10-6～9.317×10-6K.,r向热膨胀系数αr=5.402×10-6K-1～8.821×10-6K-1.在298 ～1273 K的温度范围内,测得晶体的比热为0.7798～1.2242 J/(g·K).采用激光脉冲法测量了在298～1273 K温度范围内晶体的热扩散系数,并通过计算得出主热导率分别为k11 =31.429～5.556 W/(m·K)和k33 =33.611 ～7.651 W/(m·K),r向热导率kr=36.521 ～9.153 W/(m· K).     

Diode-pumped Yb:Lu_2Si_2O_7 laser with tunable and efficient output

Diode-pumped laser action of a new crystal yb3＋：Lu2Si207 （LPS） is demonstrated for the first time to our knowledge. An output power of 2.22 W at 1070 nm and a slope efficiency of 34.7% were achieved with a 5 at.-% Yb： LPS sample. The tuning can cover the range form 1034 to 1080 nm.     

微波ECR磁控溅射制备SiNx薄膜的XPS结构研究

利用微波电子回旋共振等离子体增强非平衡磁控溅射法在不同N2流量下制备无氢SiNx薄膜.通过X光电子能谱、纳米硬度仪等表征技术,研究了不同N2流量下制备的SiNx薄膜的化学键结构、化学键含量、元素配比及各元素沿深度分布.研究结果表明,N2流量是影响SiNx薄膜化学键结构、元素配比、元素延深度分布等性质的主要因素.在N2流量为1 sccm的条件下制备的SiNx薄膜呈富Si态;在N2流量为2 sccm的条件下制备的SiNx薄膜中Si-N键含量最高,可达到94.8%,化学吸附主要发生在薄膜表面,同时薄膜具有较好的机械性能,硬度值可达到22.9 GPa;在N2流量为20 sccm条件下制备的SiNx薄膜,薄膜表面含有46.8%的N-Si-O键及18.6%的Si-O键结构,薄膜内部含有36.8%的N-Si-O键及12.5%的Si-O键结构,表明薄膜结构疏松,在空气中易被氧化,化学吸附在薄膜表面及内部同时发生,因此薄膜具有较差的机械性能,硬度值仅为12 GPa.     

Ce:YAG晶体和透明陶瓷的光学和闪烁性能

采用温梯法生长了Ce:YAG晶体和真空烧结法制备了Ce:YAG透明陶瓷,并对晶体和透明陶瓷的光学和闪烁性能进行了对比研究.Ce:YAG晶体和陶瓷都具有位于230,340和460 nm波段的Ce³⁺离子的特征吸收带和540 nm附近的发射峰,但Ce:YAG晶体同时存在296和370 nm的色心吸收,其发射峰位于398 nm,而透明陶瓷中不存在.Ce:YAG晶体和陶瓷的X射线荧光中均存在520 nm附近的Ce³⁺离子发射,但晶体中还存在由反格位缺陷引起的300 nm 关键词： Ce:YAG 闪烁晶体 透明陶瓷