多片导模法蓝宝石晶体的缺陷研究

使用导模法(EFG)生长了多片a面蓝宝石晶体。显微拉曼光谱结合电感耦合等离子体发射光谱(ICP-AES)测试得出晶体的气泡中可能存在含S化合物。晶体表面明显的生长条纹主要与温度、生长速度的波动以及模具的加工精度有关。化学腐蚀分析表明晶体位错密度在4.2×10⁴ cm^-2,未存在小角度晶界缺陷,双晶摇摆曲线半峰宽(FWHM)为70.63″。由于采用石墨保温材料,晶体中存在F心与F⁺色心。晶体在400~3 000 nm波段透过率高于80%,空气中退火后可减弱色心吸收。本文研究结果可为蓝宝石晶体缺陷形成理论研究提供参考,也可为导模法蓝宝石工业生产技术改进提供借鉴。     

退火处理对W:Bi4Ge3O12和Bi12GeO20晶体发光性能的影响

通过提拉法制备了W:Bi4 Ge3 O12和Bi12GeO20晶体,测试了晶体的吸收光谱、光致发光谱和发光衰减时间等.W:Bi4 Ge3 O12的可见光发光强度比纯Bi4 Ge3 O12有所增强,而且N2中退火处理对W:Bi4Ge3O12发光有进一步增强作用.Bi12GeO20在N2中退火处理后在745 nm附近有发光...     

Cr,Mg:GSGG 晶体生长、光谱性能及Cr4+形成机理的研究

采用传统提拉法单晶生长技术成功生长出了Cr,Mg:GSGG晶体, 并对生长出的晶体样品进行了氧化气氛和还原气氛退火处理. 通过对比分析退火处理前后样品吸收光谱的变化, 推断出晶体中四面体配位Cr⁴⁺离子的形成机理为: 晶体生长和高温氧化气氛退火的过程中, 四价Cr⁴⁺离子首先在八面体格位上形成, 然后在热激发作用下与邻近四面体格位上的Ga³⁺离子发生置换反应, 从而形成一定浓度的四面体配位Cr⁴⁺离子. 实验结果还表明, 随着电荷补偿离子Mg²⁺离子浓度的增大, 更有利于提高四面体配位Cr⁴⁺离子的浓度.     

掺碳钛宝石晶体定向开裂的机理研究

采用下降法生长技术,沿a向[1120]生长的掺碳钛宝石晶体,在切割等加工过程中掺碳钛宝石晶体经常发生定向开裂的现象．本文对掺碳钛宝石晶体的定向开裂特征和机理进行了分析与研究,发现定向裂纹是在基质氧化铝晶格的（1100）面上发源,并且沿着f00011晶向即c轴方向扩展．采用晶体结构可视化软件（Crystalmaker）模拟得出,基质氧化铝晶格原子在（1100）面上的原子排列最为稀疏,并且在（1100）晶面上,垂直[0001]晶向相邻原子间距最大,在应力作用下晶格（1100）[0001]系统的开裂强度最低．采用光学显微镜、扫描电镜（SEM）和电子探针等仪器和手段,发现在开裂的掺碳钛宝石晶体中沉积了不规则的碳包裹物,降温过程中包裹物的热膨胀失配引起巨大的内应力,使得裂纹在晶体最薄弱的系统（1100）[0001]面上发源并扩展,导致晶体的宏观定向开裂．该研究对优质钛宝石晶体的生长具有重要的理论和现实意义．     

导模法(EFG)生长大尺寸厚壁管状蓝宝石单晶

采用自行设计的导模法蓝宝石长晶装备,通过优化模具设计和长晶工艺,成功生长了内/外径分别为31/58 mm和50/65 mm,长度超过300 mm的大尺寸厚壁蓝宝石单晶圆管,无开裂多晶,无肉眼可见气泡,晶体质量优良.     

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     

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.     

Crystal growth and spectral properties of Tb:Lu_2O_3

The crystal growth,x-ray diffraction pattern,absorption spectrum,emission spectrum,and fluorescence lifetime of a Tb:Lu_2O_3 single crystal were studied.Excited at 483 nm,the peak absorption cross-section was calculated to be 3.5×10~(-22)cm~2,and the full width at half maximum was found to be 2.85 nm.The Judd-Ofelt(J-O)intensity parameters ?_2,?_4,and ?_6 were computed to be 3.79×10~(-20)cm~2,1.30×10~(-20)cm~2,and 1.08×10~(-20)cm~2,with a spectroscopic quality factor ?_4/?_6 being 1.20.The emission cross-sections of green emission around 543 nm and yellow emission around 584 nm were calculated to be 9.43×10~(-22)cm~2 and 1.32×10~(-22)cm~2,respectively.The fluorescence lifetimeτexp of ~5D_4 was fitted to be 1.13 ms.The data suggest that the Tb:Lu_2O_3 crystal could be a potential candidate for green and yellow laser operation.     

Ge掺杂β-Ga2O3晶体的发光性能研究

采用浮区法(FZ)生长Ge掺杂β-Ga2O3晶体,利用XRD和Raman光谱研究了掺杂对晶体结构的影响.透射光谱测试表明,随着Ge离子掺杂浓度增加,Ge∶ β-Ga2O3晶体光学带隙增大.在4.67 eV紫外光激发下,Ge∶ β-Ga2O3晶体的发光强度与β-Ga2O3晶体相当,发光衰减时间比β-Ga2O3晶体更快.     

超宽禁带半导体氧化镓基X射线探测器的研究进展

X射线具有波长短、穿透能力强等优点,在医学成像、安全检查、科学研究、空间通信等领域具有重要作用。半导体X射线探测器可以将X射线转换为电流信号,具有易集成、空间分辨率高、能量分辨率高、响应速度快等优点。高性能的X射线探测器应具备暗电流低、灵敏度高、响应速度快、可长时间稳定工作等特点,因此制备X射线探测器的半导体材料应具有电阻率高、缺陷少、抗辐照能力强、禁带宽度宽等性质。氧化镓(Ga₂O₃)是一种新型宽禁带半导体材料,具有超宽禁带宽度、高击穿场强、高X射线吸收系数、耐高温、可采用熔体法生长大尺寸单晶等优点,是一种适合制备X射线探测器的新型材料,近年来基于Ga₂O₃的X射探测器成为辐射探测领域的研究热点之一。本文主要介绍了Ga₂O₃半导体的物理性质及其在X射线探测器方面的研究进展,分析了影响X射线探测器性能的物理机制,为提高Ga₂O₃基X射探测器的性能提供了思路。