V3+:YAG晶体的生长、色心与光谱性能研究

采用石墨电阻加热的温梯法生长了V:YAG晶体,晶体的不同部位呈现两种不同的颜色:浅绿色和黄褐色.通过对比分析不同颜色V:YAG晶体的室温吸收光谱,推断出石墨发热体高温下扩散出来的C可以起到还原作用,提高晶体中V3+tetra离子的浓度,同时诱导了F心的形成.在1300℃下,对不同颜色的V:YAG晶体进行真空退火处理,发现处于八面体格位中的V3+离子在热激发作用下与近邻的四面体格位Al3+离子存在置换反应,由此产生一定浓度的四面体格位V3+离子.同时,F心在退火过程中被完全消除,释放出来的自由电子被高价态的V离子俘获,可以进一步提高晶体中四面体格位V3+离子的浓度.     

光学浮区法生长掺锗氧化镓单晶及其性质研究

采用光学浮区法生长了尺寸φ8mm×40 mm的Ge∶β-Ga2O3单晶.XRD物相分析表明Ge∶β-Ga2O3单晶仍属于单斜晶系.为对其内部缺陷进行表征,进行了腐蚀实验,在光学显微镜下观察到缺陷密度为6×104/cm2.光学测试表明,与纯单晶相比,Ge∶β-Ga2O3单晶在红外波段存在明显吸收,只有位于蓝光区域的两个荧光峰,抑制了紫外与绿光波段的发光.电学性能测试得出,Ge∶β-Ga2O3单晶的电导率在10-3量级,说明掺杂Ge4+对β-Ga2O3单晶的电学性能的确有改善.     

痕量La杂质对CaF2晶体γ辐照诱导色心光谱特性的影响

氟化钙晶体的抗γ射线辐照性能是其在太空应用的关键性能之一。本文报道了痕量La杂质对氟化钙晶体γ辐照诱导色心的影响。主要采用吸收光谱、电子顺磁共振(EPR)等手段对辐照前后存在不同痕量La杂质的氟化钙晶体进行研究。结果表明，辐照后的氟化钙晶体产生多个色心吸收带，且吸收带的吸收系数随辐照剂量和La杂质浓度增加而增加。EPR证实这种吸收带的形成是由氟化钙晶体中F心引起的，而La³⁺的存在影响氟化钙晶体F心的稳定性和光谱位置，本文提出了La³⁺与氟化钙晶体中F心存在的可能机制。     

高浓度掺Er3+铌酸锂晶体的光谱参数计算

用提拉法成功地生长了6mol%的高浓度掺铒铌酸锂晶体。测量了晶体的两个非偏振方向(X和Z)以及两个偏振方向(π和δ)的吸收光谱。高浓度掺铒铌酸锂晶体的吸收系数高,有利于提高泵浦效率。根据所测的吸收光谱用Judd-Ofelt理论拟合出了Er3 离子的强度参数Ωλ。所得的均方差结果显示偏振拟合的误差要小于非偏振拟合。利用偏振吸收数据计算了各能级跃迁的自发辐射跃迁几率(AJJ′)、辐射寿命(τ)、荧光分支比(β)和积分发射截面(σp)等参数,对计算结果进行了讨论并与其他文献的报道结果进行了比较。     

V3+∶YAG晶体的生长、色心与光谱性能研究

采用石墨电阻加热的温梯法生长了V∶YAG晶体，晶体的不同部位呈现两种不同的颜色：浅绿色和黄褐色.通过对比分析不同颜色V∶YAG晶体的室温吸收光谱，推断出石墨发热体高温下扩散出来的C可以起到还原作用，提高晶体中V³⁺_tetra离子的浓度，同时诱导了F心的形成.在1300℃下，对不同颜色的V∶YAG晶体进行真空退火处理，发现处于八面体格位中的V³⁺离子在热激发作用下与近邻的四面体格位Al³⁺离子存在置换反应，由此产生一定浓度的四面体格位V³⁺离子.同时，F心在退火过程中被完全消除，释放出来的自由电子被高价态的V离子俘获，可以进一步提高晶体中四面体格位V³⁺离子的浓度. 关键词： V∶YAG晶体 四面体格位 碳还原 真空退火 F心     

GaN基发光二极管衬底材料的研究进展

GaN基发光二极管(LED)作为第三代照明器件在近年来发展迅猛.衬底材料作为LED制造的基础,对器件制备与应用具有极其重要的影响.本文分析综述了衬底材料影响LED器件设计与制造的关键特性(晶格结构、热胀系数、热导率、光学透过率、导电性),对比了几种常见衬底材料(蓝宝石、碳化硅、单晶硅、氮化镓、氧化镓)在高质量外延层生长、高性能器件设计和衬底材料制备方面的研究进展,并对几种材料的发展前景做出了展望.     

导模法蓝宝石单晶的位错缺陷及其力学性能的研究

采用导模法生长了a向,尺寸为60 mm ×5 mm ×300 mm的蓝宝石单晶片,采用化学腐蚀-金相显微镜法观测了其(0001)晶面的位错特征,并且采用INSTRON-1195万能试验机测试了抛光样品的弯曲强度.结果显示:当晶体中位错缺陷分布均匀时,在外部弯曲应力下,蓝宝石晶体发生特定晶面的高强解理断裂,位错密度的升高对蓝宝石弯曲强度没有明显损害作用.然而当晶体中出现位错密排结构时,蓝宝石单晶常温弯曲强度迅速下降.     

化学计量比LiNbO3晶体的畴结构及完整性研究

本文对用助熔剂提拉法生长的两种化学计量比LiNbO3晶体进行了测试分析,并与同成分LiNbO3晶体相比较.通过差热分析和X射线粉末衍射测试,得出随着晶体中Li2O含量的增加,其居里温度变高,晶格常数变小.用酸腐蚀晶体,通过直接观察和金相照片,分析其畴结构,得出SLN11是单畴生长,首次观察出SLN19晶体在Z切面上出现了三块面积较大的对称反畴区,将其称为区域性单畴.另外,还对晶体在(001)方向抛光面的不同位置测量了其回摆曲线,得到了其中SLN19晶体有着较完整的结晶面.期望通过改变生长参数,长出完全单畴且更加接近化学计量比的LiNbO3晶体.     

共掺调剂离子Na+/Gd3+调控Eu∶ CaF2晶体的发光特性研究

采用多孔坩埚温度梯度法生长了0.6at; Eu∶ CaF2晶体和共掺0.6at; Eu,6.4at; Na∶ CaF2,0.6at; Eu,6.4at; Gd∶CaF2晶体.XRD测试表明晶体仍均表现为纯CaF2的立方相,共掺后吸收强度降低.以398 nm氙灯激发晶体材料,荧光光谱表明共掺调剂离子后可明显增加Eu2在424 nm处的发光强度,而Eu3的特征发射5 D0→7FJ(J=1,2,3,4)除了表现出半峰宽变大外,峰位和强度均无明显变化.0.6at; Eu,6.4at; Gd∶ CaF2表现出Eu3+的5 D2→7F3和5 D0→7F0特征发射峰,主要可能归因于共掺Gd3+后打破了非反演对称结构,R值(电、磁偶极跃迁比值)明显降低,提高了晶体格位结构的对称性.共掺Na+后在CIE色域坐标图上显示坐标由(0.303 7,0.142 5)可变为(0.204 3,0.062 6),对应从紫色到蓝色的色域调控.     

掺杂YAlO3晶体的温梯法生长及缺陷分析

采用温梯法工艺进行了掺铈和掺镱铝酸钇（YAlO3或YAP）晶体的生长实验。用同步辐射白光形貌表征了晶体内部生长层的分布情况，结果表明。温梯法生长掺杂YAP晶体的过程中，固-液界面形状比较平坦，这使得所生长的晶体具有较高的微观结构完整性；采用高分辨四晶摇摆曲线对其进行了表征，其主要晶面的半峰宽值均优于提拉法晶体。分析了生长过程中产生的主要缺陷，认为开裂主要来源于坩埚对晶体形成的压应力；而晶体中存在的色心主要与生长炉内的弱还原气氛有关。