CVD法制备硅基氮化镓薄膜

利用化学气相沉积法(CVD),分别以三氧化二镓(Ga₂O₃)和氨气(NH₃)为镓源和氮源在硅衬底合成了一种由片状微晶构成的氮化镓(GaN)薄膜,实验中没有使用缓冲层。通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)、电子能量散射谱(EDS)、X射线衍射(XRD)、高分辨电镜(HRTEM)和光致发光谱(PL)对样品进行分析,生成物为质量较好的富镓的纯氮化镓薄膜。片状氮化镓微晶表面大小约数百纳米,厚度数十纳米,薄膜表面平整、致密,没有裂纹或龟裂现象,与Si衬底结合紧密。氮化镓薄膜的带边峰位于367nm处,同时出现了黄光发射峰。并对此种氮化镓薄膜的生长机理进行了探讨。     

高温高压固态复分解反应法生长氮化镓的应变性质研究

本文采用高温高压下固态复分解反应法生长氮化镓.用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、激光拉曼光谱仪对其进行分析,结果表明生成了六角纤锌矿结构的氮化镓晶体.该样品在宏观上受到了张应力的作用,退火后,宏观的应变状态由张应变向压应变转变;晶体微观应力减小,晶粒尺寸变大,晶体质量变好.     

溅射制备非晶氮化镓薄膜的光学性能

采用直流磁控溅射方法在不同的氩气-氮气（Ar-N₂）气氛中制备了非晶氮化镓（a-GaN）薄膜. X射线衍射分析（XRD）和拉曼光谱（Raman）表明薄膜具有非晶结构. 通过椭偏光谱（SE）得到薄膜的折射率和厚度都随着氩气分量的增多而增大. 紫外—可见光谱（UV-Vis）的测量得到,当氩气分量R,即Ar/（Ar+N₂）,为0%时,薄膜的光学带隙为3.90eV,比晶体GaN （c-GaN） 的较大,这主要是由非晶结构中原子无序性造成的;而当R关键词： 非晶氮化镓 溅射 光学带隙 带尾态     

氮化镓基发光二极管结构中粗化 p型氮化镓层的新型生长方法

提出了一种新型p型氮化镓粗化外延生长方法,这种生长方法的本质特征是利用低温生长的p型氮化镓作为粗化层的"晶籽"层,然后在这一层的基础上高温快速生长p型氮化镓,使粗化程度得到放大. 经实际制作尺寸为12 mil×10 mil的蓝光发光二极管器件并进行验证测试,与未进行p型氮化镓粗化的结果相比,通过这种方法粗化的发光二极管光通量可提升45%;结果同时表明,该方法有效解决了低温生长p型氮化镓带来的漏电流大,及预通镁源带来的前置电压高的问题. 关键词： 粗化 氮化镓 p型氮化镓 发光二极管     

高温高压下Mg_xZn_(1-x)O固溶体的制备

研究了高温高压下制备MgxZn1-xO(0.30x0.60)固溶体的过程.在1000—2000℃和4—5.6GPa的条件下,制备出稳定的单一立方相MgxZn1-xO(x=0.4,0.5,0.6)固溶体,解决了常压下MgxZn1-xO的分相问题.通过X射线衍射仪和扫描电子显微镜等测试手段,对MgxZn1-xO样品进行了表征,阐明了立方相MgxZn1-xO的形成机制,给出了高压下MgxZn1-xO固溶体的温度与组分相图.     

二硼化钛的高温高压制备及其物性

以化学计量配比的Ti,B元素为原料,在高温高压条件下成功制备出颗粒均匀、致密性大于99％的二硼化钛(TiB2)体材料.物性测试结果表明:TiB2的维氏硬度高达39.6 GPa(接近超硬材料的40 GPa);并呈现出金属导电特性,电阻率在10-8 Ω.m的数量级(接近TiB2单晶样品值).TiB2的高硬度与金属特性,可能与该方法制备的TiB2体材料中均匀的细小晶粒尺寸有关.该方法为制备功能陶瓷材料提供了新的思路.     

高温高压下液态铁的状态方程

基于高温高压下面心立方(FCC)铁的状态方程和熔化温度实验数据,建立了热力学模型计算FCC铁、固-液混合相、液态铁在高温高压下的状态方程.在相同密度和温度下,计算的FCC铁、固-液混合铁、液态铁的压强与实验测量结果较为一致,且计算结果与实验结果平均偏差分别为-1.61 GPa、1.05 GPa、-0.05 GPa.在0～100 GPa压强范围内,当铁完全发生熔化时,随着压强的增大其密度变化由-7.5%下降至2.7%.     

压力、温度以及时间对金刚石烧结体性能的影响

 采用熔渗法研究了烧结压力、烧结温度以及烧结时间对金属添加剂金刚石烧结体性能的影响;在1 400 ℃、5.8 GPa、12 min的烧结条件下,烧结出磨耗比为285×10³、金刚石颗粒未出现异常长大的金刚石烧结体;分析了烧结方法对烧结效果的影响。     

高温高压下金刚石大单晶研究进展

金刚石具有一系列优于其他材料的极限特性,应用领域十分广泛.金刚石大单晶更能充分发挥其功能特性,从而成为国内外研究的热点.为此,本文在介绍金刚石大单晶高温高压合成原理及工艺技术的基础上,重点综述了四种类型的金刚石大单晶以及掺杂金刚石大单晶的研究现状和研究重点. Ⅰa型金刚石大单晶可由Ⅰb型金刚石通过高温高压退火处理得到,其中氮的转变机制及效率研究十分重要;对Ⅰb型金刚石大单晶的表面分析表征、晶体缺陷控制、再结晶石墨析出、多晶种法批量化生产方面进行了综述;对Ⅱa型金刚石大单晶中除氮剂和触媒的选择、微晶石墨析出与抑制方面的研究进行了介绍;研究了Ⅱb型金刚石中硼元素的扇区存在及其对合成金刚石生长特性的影响;掺杂金刚石大单晶主要从B, N, S, P等不同掺杂元素的不同掺杂源或与硼等协同掺杂的研究状况进行了介绍.并提出金刚石大单晶需要在Ⅰb及Ⅱa型的批量化、Ⅱb型的超导特性、掺杂n型半导体方面加强研究.     

富硼稀土硼化物NdB6的高温高压合成

 提出了一种在高温高压极端条件下合成富硼稀土硼化物NdB₆的新方法，即以稀土氧化物Nd₂O₃为钕源与单质硼反应的方法获得了稀土六硼化物NdB₆。并对合成产物进行了粉末X射线衍射分析。结果表明在配比为Nd：B＝1：6时，压力为4.0 GPa、温度为1 600 ℃、反应时间为15 min的条件下，获得了单相性非常好的NdB₆。高温高压合成NdB₆方法具有反应条件易达到、合成时间短、反应产物单相性好等优点。其XRD结果表明该合成产物为立方结构，晶格常数为a＝0.417 nm。     

高温高压条件下石墨的再结晶与金刚石单晶的生长

 用电子显微镜观察到了在高温高压条件下再结晶石墨的形状随温度变化而改变的规律。实验表明：从石墨向金刚石的转变，与石墨在催化剂——溶剂合金中的再结晶状态有关，类球形再结晶石墨是转变成金刚石小单元的基础。金刚石晶体的不同形态及其多样化的表面结构表明金刚石单晶的生长具有比较复杂的过程。研究了具有一定规则形状由类球形再结晶石墨晶粒组成的聚合体，这种聚合体将在适当温度压力下转变成金刚石颗粒。本研究给出了生长粗颗粒、晶形完整的金刚石单晶的原则办法。     

高温高压下碳纳米管的相转变及金刚石的合成

 利用透射电子显微镜（TEM）和扫描电子显微镜（SEM）研究了碳纳米管在高压高温下的相转变。研究发现在高压高温条件下碳纳米管是不稳定的,在5.5 GPa压力下,770 ℃到950 ℃间退火时碳纳米管趋向形成碳纳米葱。在5 GPa、1 000 ℃条件下合成了金刚石。     

高温高压下纳米金刚石粉的特性研究

 研究了炸药爆轰合成的纳米金刚石粉在高温（约1 600 K）、高压（5.2 GPa）条件下的行为。将纳米金刚石粉与粉末合金（Ni₇₀Mn₂₅Co₅、100^#）混合、压制成圆片,与合金片 （Ni₇₀Mn₂₅Co₅）和人造石墨片一起交替放入高温高压合成腔体内,进行高温高压实验。实验结果表明：在高温高压条件下,纳米金刚石粉不能长大,反而石墨化了;在相同的高压和保温时间条件下,随着温度的降低,纳米金刚石粉的石墨化程度减弱,纳米金刚石粉的纳米颗粒长大,可长成0.1 mm尺寸的金刚石颗粒（温度为1 070 K左右）。而在此条件下,人造石墨不能合成金刚石,一般金刚石晶体要变成石墨相。这进一步表明,纳米金刚石颗粒表面的活性使得它可以在较低的温度下长成较大颗粒的金刚石。     

超临界流体触媒作用下石墨-金刚石转变

 研究了超临界流体CO₂在石墨-金刚石转变中的触媒作用。实验中，采用Ag₂O作为流体触媒的先驱材料，在7.7 GPa压力下，Ag₂O在1 200 ℃分解成Ag和O₂，O₂与石墨套管在高温高压下反应形成CO₂超临界流体。研究结果表明，在7.7 GPa和1 500 ℃以上温度条件下，石墨在CO₂流体触媒的作用下可转变为金刚石晶体，在1 500～1 700 ℃温度范围内合成出的金刚石具有完好的八面体形貌，与天然金刚石的生长特征非常相似。     

高温高压下碳的状态方程及相变理论研究

 研究了高温高压下三相碳（石墨、金刚石、液相碳）的状态方程，包括高压下石墨到金刚石的固-固相变以及高温下石墨和金刚石的熔解曲线。计算所得到的金刚石熔解曲线具有正的斜率，石墨-金刚石-液相三相点为4 400 K，14 GPa左右。     

材料动力损伤的相似性

 从理论上推导了材料中空洞分布函数，阐明两种材料，Fe和Ta样品，受不同飞片速度冲击后，其空洞分布的相似性。从文献[5]中又发现，脆性材料的裂纹分布也具有同样的相似性，这说明理论分布函数可能具有普遍性。最后提出了这种性质的广阔应用前景。     

高温高压条件下富勒碳的相变

 利用工业金刚石高压合成装置研究了C60和巴基管在高温（1 450 ℃）高压（5~6 GPa）下的相变。SEM、XRD和Uv/Vis分析结果表明，试样中有大量金刚石生成和少量石墨出现，同时有极少部分C60保留了下来；所生成的金刚石晶体同时以二维台阶和螺旋台阶方式生长。     

Sr1-xLaxTiO3的高温高压合成及XPS研究

 利用高温高压方法合成了有稀土元素La掺杂的钙钛矿氧化物Sr_1-xLa_xTiO₃。XRD测试表明，在x≤0.5时，样品基本为单相，呈立方相；晶胞体积随x的增加而增加，在x=0.4时开始减小。XPS测量发现，样品中存在Ti离子的变价。讨论了Ti离子价态的变化对晶格参数的影响。     

高压低温条件下固态氩和4∶1甲醇-乙醇混合物传压介质的传压特性

 在高压低温（77 K）条件下，利用红宝石荧光测压方法，系统地研究了金刚石对顶砧装置中固态氩和4∶1甲醇-乙醇混合物的传压特性。通过测量不同位置上红宝石荧光R₁线的频移，确定了样品室内的压力分布。实验结果表明：在0~16 GPa的压力范围内，固态氩介质中反映介质非均匀性程度的|Δp/p|<3%、σ_p/p<2%，均在室温静水压条件下所允许的范围之内。红宝石荧光R线除随压力变宽外，与常压的很相似，表明固态氩在高压低温条件下是良好的传压介质。与之相比，4∶1甲醇-乙醇介质在77 K低温下的传压特性明显差于固态氩，已不适合作传压介质。