6H-SiC单晶中的微管和小角度晶界

利用透射偏光显微术、同步辐射X射线形貌术、高分辨X射线衍射方法对6H-SiC(0001)晶片中的微管和小角度晶界等缺陷进行了研究.实验发现,在透射偏光显微镜下,微管通常呈现为蝴蝶形,这是由于微管周围存在着应力场,且应力分布不均匀,当线偏振光在通过微管周围区域时传播速度不同造成的.从X射线背反射同步辐射形貌像得到晶片中微管的Burgers矢量大小在2c到10c之间.从晶片00012衍射的双晶衍射摇摆曲线可以看出,晶片的中间大部分区域质量很好,双晶衍射峰为单峰且半峰宽很窄,一般为35"左右.在外围区域双晶衍射峰的半峰宽变宽,有些区域还会出现衍射峰的分裂,这说明外围区域有嵌镶块结构存在.     

大直径6H-SiC单晶的生长

SiC是一种重要的半导体材料,它具有优良的热学、力学、化学和电学性质,不但可以用作基于GaN的蓝色发光二极管的衬底材料,同时又是制作高温、高频、大功率电子器件的最佳材料之一。上世纪90年代以来,各国竞相投入大量的人力、物力进行SiC单晶的研究和产业化工作,我国在国家重大计划中进行了SiC单晶的生长研究,也取得一定成绩,但是至今可重复的大直径单晶生长一直没有得到解决。本文报道了在     

纳米复合水凝胶的力学行为与刺激响应性

纳米复合水凝胶（nanocomposite hydrogels,NC凝胶）由于其简便的制备方法、独特的组成、优异的力学性能、高光学透明度以及良好的溶胀/去溶胀性等,引起了广泛的关注.近年来,本课题组在NC凝胶的力学行为及刺激响应性NC凝胶的制备方面取得了可喜的研究成果.观察到新合成的和溶胀平衡的聚N-异丙基丙烯酰胺（PNIPAm）-锂藻土LaponiteNC凝胶的超拉伸性,发现了在大应变下的应变硬化现象;发现利用Mooney-Rivlin方程可以描述NC凝胶的压缩应力-应变,但不能描述较大的应变硬化;Creton模型能很好地描述NC凝胶在大形变下的应力-应变曲线,特别是凝胶的应变硬化;从NC凝胶小应变下的平衡剪切模量得到了有效交联密度,观察到NC凝胶形变-回复过程的迟滞现象,测定了NC凝胶的松弛指数.我们认为NC凝胶具有超拉伸性的原因是其较低的交联密度和适度的松弛速率;在响应性NC凝胶的制备方面,发现了溶胶型Laponite的水分散液的稳定窗口,避免了加入离子性单体引起的聚集沉淀;通过共聚制备了具有超拉伸性、pH响应或温度和pH双响应的透明NC凝胶.本文主要综述了我们课题组在NC凝胶力学行为及响应性NC凝胶领域的一些研究进展,并分析了NC凝胶研究领域仍然未解决的科学问题,以及今后可能的发展方向.     

泡生法生长蓝宝石晶体中的气泡分布

气泡是蓝宝石晶体中的主要缺陷之一.本文中研究了采用泡生法生长蓝宝石晶体中气泡的俘获机理以及在晶体中的分布情况.研究结果表明气泡的分布与温场的结构相关,气泡产生的直接原因是结晶前沿较快的晶体生长速度.晶体中的气泡可以通过对生长速率的适当调整予以消除.     

高纯半绝缘4H-SiC单晶的生长

使用物理气相传输方法(PVT)制备了直径为3英寸、非故意深能级杂质(如:钒)掺杂的半绝缘4H-SiC晶体.使用二次离子质谱(SIMS)、拉曼光谱面扫描、非接触电阻率测试面扫描和高分辨XRD摇摆曲线对衬底的浅能级和两性深能级杂质的浓度、衬底晶型、衬底电阻率和衬底结晶质量进行了表征.结果表明,衬底全部面积电阻率大于4×109 Ω·cm,钒浓度低于探测限,这表明浅能级杂质浓度已经低至可以被本征缺陷引入深能级完全补偿范围;拉曼光谱结果表明衬底4H-SiC晶型面积比例为100;;(004)衍射面高分辨X射线摇摆曲线半宽仅25秒,表明了衬底良好的结晶质量.使用上述高纯半绝缘衬底制备的高电子迁移率器件(HEMT)具备良好的电学性质.     

高质量半绝缘Φ150mm 4H-SiC单晶生长研究

采用数值模拟研究PVT法Φ150 mm 4H-SiC单晶生长的功率、频率选择、坩埚位置及保温厚度等关键生长参数.研究表明Φ150 mm 4H-SiC单晶生长功率是2inch 4H-SiC生长功率的2倍,优化的加热频率在5 kHz以下,系统分析不同生长参数下生长腔内径向及轴向温度梯度的变化规律.在此基础上初步的进行了Φ150 mm 4H-SiC单晶的生长工作,获得了无裂纹、直径完整的高质量SiC衬底材料.拉曼光谱Mapping测量显示Φ150 mm SiC衬底全片无多型,均为4H-SiC晶型.X光摇摆曲线显示半宽小于30 arcsec.采用掺杂过渡金属V杂质,获得了电阻率超过5×109 Ω·cm的150mmSiC衬底.     

Spectral properties of Nd-doped BiB_3O_6 crystal

Transparent Nd : BiB3O6 crystal has been grown by top-seeded method. The refraction indices of the crystal were measured and the parameters of chromatic dispersion were fitted. The room temperature absorption spectra of the crystal have been measured and compared with that of 0.2 mol/L NdCI3 solution. According to Judd-Ofelt (JO) theory, the spectral strength parameters Ω2 = 0.1776×10-20 cm2, Ω4 = 0.1282×10-20 cm2 and Ω6 = 0.1357×10-20 cm2 of Nd3+ ion were fitted. The radiative transition probabilities AJ,(?), oscillator strengths fJ,(?), radiative lifetime T and the branching ratio β(?) have all been calculated. Based on these parameters, the properties and application perspective are discussed.     

BPO4晶体的生长及孪晶缺陷分析

利用助熔剂法,采用顶部籽晶技术生长出新型非线光学晶体材料BPO4（简称BPO）晶体,用同步辐射白光X射线形貌术拍摄了（001）,（101）切片的形貌像,观察到了生长孪晶结构,从形貌像中可明显地观察到游离于主晶形貌像之外的孪晶形貌像,并从结构上解释了孪晶的形成原因。     

BaWO4多晶料的合成与优质单晶的生长

以99.99;的BaCO3和WO3为原料通过固相反应直接合成BaWO4多晶料,采用提拉法沿a轴和c轴均可生长出φ22mm×80mm的无色透明的BaWO4单晶.X射线粉末衍射实验确定所获BaWO4晶体的结构属于四方晶系,空间群I41/a.通过浮力法测得其密度为6.393g/cm3.用莫氏硬度计测得BaWO4晶体的莫氏硬度为4.用V型棱镜法测得BaWO4晶体的折射率在1.84左右.     

拉伸断口表面分形

本工作用ＥＰＭ－８１０电子探针二次电子线扫描法，研究了４５号钢在不同回火温度条件和室温拉伸下试样断口表面的分形。结果表明，分形维数Ｄ＜１．２７９时断口沿晶断裂，１．２７９＜Ｄ＜１．８１３时，断口呈韧性断裂，分形维数Ｄ由小逐渐增大时，金相组织从回火马氏体转变成回火索氏体。