助熔剂法生长ZnO晶体

采用Bi4B2O9、CdB2O4和BaB2O4为助熔剂,获得了毫米级的氧化锌单晶.Muiliken的电负性理论和Viting的平均轨道电负性提供了一个选择晶体生长所采用的助熔剂的有效方法.实验结果表明ZnO晶体的生长温度比文献报道的均低,从而有效地减少了ZnO以及助熔剂的挥发.本文给出了几种有望获得大尺寸ZnO单晶的助熔剂.     

助熔剂法生长的PLZST单晶的缺陷研究

本文介绍了助熔剂缓慢降温自发成核法生长的稀土掺杂锆钛锡酸铅镧(PLZST)晶体中出现的几种缺陷：包裹体、开裂、位错、枝晶,分析了这些缺陷的形成机理并提出了减少和消除这些缺陷的一些措施。     

Bix（PrGdYb）3—x（FeAl）5O12晶体薄膜的助熔剂液相外延生长

本文介绍了采用助熔剂法和液相外延技术生长单晶薄膜的工艺技术。使用这种方法生长出了Ｂｉｘ（ＰｒＧｄＹｂ）３－ｘ（ＦｅＡｌ）５Ｏ１２磁光晶体薄膜，并测试了薄膜的磁光性能。     

用KF助熔剂生长尺寸β—BaB2O4晶体

本文首次报告使用ＫＦ助熔剂生长大尺寸优质β－ＢａＢ２Ｏ４（ＢＢＯ）晶体的研究结果。适合的生长条件为；熔质与熔剂摩尔百分比为ＢａＢ２Ｏ４：ＫＦ在６６：３４到７０：３０范围内，籽晶方向平行ｃ轴；晶体转速０－１５ｒ／ｍｉｎ；生长周期为１２０天。     

顶部籽晶法生长磁光晶体硼酸铁

本文首次采用顶部籽晶泡生法在敞开体系中生长了出了磁光晶体硼酸铁单晶。选用Ｂ２Ｏ３作自助溶剂，ＬｉＦ作稀释剂，确定了原料配方。对长出的晶体作了初步的物化性能测试。讨论了晶体生长的结果。     

助熔剂法晶体生长计算机控制系统研究

根据助熔剂法晶体生长的基本要求,试制了一种基于PC总线的高精度计算机温度控制系统,系统硬件总体结构包括由温度信号采集,远程信号传输,控制命令变频传输,功率信号放大及电流反馈控制等功能模块.控制软件建立在Windows环境下,由Genie 2.0图控组件平台和利用VB 3.0开发的数据管理控制模块两个部分组成.文中讨论了主要的软硬件结构,并介绍了连续高温控温实验的结果.     

基于钠助熔剂法的GaN单晶生长研究进展

宽禁带氮化镓(GaN)材料以其独特的性质和应用前景成为国内外研究的热点,高质量GaN单晶衬底的制备是获得性能优异的光电子器件和功率器件的基础。钠助熔剂法生长条件温和,易获得高质量、大尺寸的GaN单晶,是一种具有广阔商业化前景的GaN单晶生长方法。钠助熔剂法自20世纪90年代末期被发明以来,经过20多年的发展,钠助熔剂法生长的晶体在尺寸与质量上都取得了长足的进步。本文从晶体生长原理和关键工艺(籽晶选择、温度梯度以及添加剂)等方面综述了钠助熔剂法生长GaN单晶研究进展,并对其面临的挑战和未来发展趋势进行了展望。     

Na助熔剂法生长氮化镓晶体的研究进展

以高质量GaN单晶基片作为衬底实现GaN的同质外延生长,是获得GaN半导体器件优异性能的基础.高质量GaN单晶基片的缺乏已成为国际范围制约GaN器件发展的瓶颈.在GaN体单晶的几种生长方法中,由于Na助熔剂法的生长条件相对温和且成本相对较低,近年来发展较快.本文从Na助熔剂法的原理、生长工艺、助熔剂种类以及得到晶体尺寸和质量等几方面进行了综述,分析了目前Na助熔剂法生长GaN单晶中的技术问题并提出了进一步研究的一些建议.     

YIG和YAlIG单晶的助熔剂提拉法生长和表征

用助熔剂提拉法生长了YIG(Y3Fe5O12)和YAlIG(Y3AlxFe5-xO12)单晶,尺寸约为φ10×7.0mm.经XRD测试,晶体均为立方晶系,晶格常数分别为:YIG,a=1.2376nm;YAlIG,a=1.2089nm.YAlIG晶体在红外波段透过率较高;经X射线荧光测定,其分子式为Y3Al2.96Fe2.04O12.室温下YAlIG磁化率大大低于YIG,初步推测可能是Al3+同时进入晶体结构中的四面体和八面体空位.     

7MPa氮压下Na助熔剂法生长GaN晶体的研究

采用Na助熔剂法在7 MPa氮压下并引入较大温度梯度(20～70℃/cm),获得了大量毫米级的GaN晶体,GaN晶体产率高达70%以上。光学及SEM照片显示其晶形大部分为六方锥体。晶体粉末衍射分析表明,生成的GaN单晶具有六方纤锌矿结构,与标准卡片符合得很好,而单晶衍射图谱中出现(101-1)的衍射峰,说明GaN单晶锥面为{101-1},其(101-1)面的摇摆曲线的半高宽仅为4.4 arcsec,室温下采用He-Cd 325 nm激光器激发的GaN单晶的PL谱,最高峰位于标准GaN材料的365 nm处,峰的半高宽为13.5 nm,生长的GaN单晶完整性较高。     

助熔剂法生长CaLa2B10O19晶体

本文通过X射线衍射(XRD)分析、差热分析(DTA)和化学分析研究了CaLa2B10O19(LCB)晶体中的包裹体及在晶体生长过程中包裹体产生的原因.说明了包裹体的主要成份是LaB3O6,高温溶液中B2O3的挥发是造成包裹体产生的主要原因.为消除包裹体的产生,选择了合适的助溶剂,分别以100mol; CaB4O7和50mol; B2O3和150mol; CaB4O7为助溶剂生长出了一定尺寸、光学质量较高的LCB晶体.     

高温溶液法生长SiC单晶的研究进展

碳化硅(SiC)作为第三代半导体材料,不仅禁带宽度较大,还兼具热导率高、饱和电子漂移速率高、抗辐射性能强、热稳定性和化学稳定性好等优良特性,在高温、高频、高功率电力电子器件和射频器件中有很好的应用潜力。高质量、大尺寸、低成本SiC单晶衬底的制备是实现SiC器件大规模应用的前提。受技术与工艺水平限制,目前SiC单晶衬底供应仍面临缺陷密度高、成品率低和成本高等问题。高温溶液生长(high temperature solution growth, HTSG)法生长SiC单晶具有晶体结晶质量高、易扩径、易实现p型掺杂等独特的优势,有望成为大规模量产SiC单晶的主要方法之一,目前该方法的主流技术模式是顶部籽晶溶液生长(top seeded solution growth, TSSG)法。本文首先回顾总结了TSSG法生长SiC单晶的发展历程,接着介绍和分析了该方法的基本原理和生长过程,然后从晶体生长热力学和动力学两方面总结了该方法的研究进展,并归纳了该方法的优势,最后分析了TSSG法生长SiC单晶技术在未来的研究重点和发展方向。     

助熔剂法生长RbBe2BO3F2晶体及热性能研究

本文采用自发成核助熔剂法生长深紫外非线性光学晶体RbBe2BO3F2(RBBF)。研究了不同助熔剂体系的黏度对自发成核的影响,采用Rb2O-NaF-B2O3体系获得了厚度超过2.5 mm的大块透明RbBe2BO3F2晶体。研究了晶体的热学性能,包括熔点、比热、热膨胀系数和热导率,并与KBBF同族晶体进行了比较。在30～300℃温度范围内,RBBF晶体比热是0.70～0.95 J/g·K,大于CBBF晶体。测得RBBF晶体沿c轴的热膨胀系数是z=47.16×10-6K-1,在298 K时沿c轴的热导率是3.04 W/m·K。     

助熔剂法生长非线性光学晶体Cd3Zn3B4O12及其性质研究

本文以PbO-0.25B2O3为助熔剂,利用顶部籽晶法获得了较大块的Cd3Zn3B4O12单晶.透过率测试结果显示该晶体的紫外截止波长位于310 nm处.利用Kurtz-Perry的方法对晶体的倍频效应进行了测试,结果显示该晶体的粉末倍频效应约为KDP的5倍,且能实现相位匹配.晶体的光损伤阈值约为840 MW(1064 nm,10 ns).该晶体的热分析结果显示Cd3Zn3B4O12晶体在熔点温度以上会产生分解,这也是阻碍高质量大块Cd3Zn3B4O12晶体生长最主要的因素.     

RAP法生长KBr单晶反应机理的探讨

采用反应气氛法（Ｒｅａｃｔｉｏｎ Ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ Ｐｒｅｃｅｓｓ，简称ＲＡＰ法）生长ＫＢｒ单晶，选取ＣＣｌ４与ＣＨ２Ｂｒ的混合物作为纯化ＫＢｒ熔体的试剂。探讨ＣＣｌ４，ＣＨ２Ｂｒ２在纯化过程中的反应机理。分析纯化试剂与含氧阴离子进行反应的可能性。采用ＲＡＰ法生长ＫＢｒ单晶的吸收系数比用普通方法生长的单晶吸收系数降低了两个数量级。     

助熔剂坩埚下降法生长近化学计量比Co:LiNbO3晶体

以K2O为助熔剂,在较大的温度梯度(90～100℃/cm)条件下进行引种和晶体生长,应用坩埚下降法成功地生长出了初始CO2+掺杂浓度为0.5mol;的近化学计量比的铌酸锂晶体.测定了该晶体的红外光谱与吸收光谱,与同成份的LiNbO3晶体相比,其紫外吸收边向短波方向移动,OH-红外吸收峰的位置发生变化.观测到520,549,612nm三个分裂的尖吸收峰以及1400nm左右为发光中心的吸收带.从吸收特性可以判断,Co离子在铌酸锂晶体中呈现+2价.比较上部与下部晶体的吸收强度,可以推测出沿着晶体生长方向Co2+离子浓度逐渐降低,Co2+离子在晶体中有效的分凝系数大于1.     

一种生长Ga3PO7晶体的新助熔剂体系

在MoO3-K2CO3体系中,借助于自发成核法,与MoO3-Li2CO3体系进行对照,找到一个新的适合Ga3PO7晶体生长的助熔剂体系;在新助熔剂体系下,采用顶部籽晶法生长出厘米级Ga3PO7晶体,晶体尺寸为30 mm×21 mm×9 mm;对其基本性质进行表征,在测试范围内所生长的Ga3PO7晶体透过率均在80;以上,具有高的透过率和宽的透过范围.     

YBaNa(BO3)2晶体的助熔剂法生长与表征

采用助熔剂自发成核法,探索了生长YBaNa(BO3)2晶体的不同助熔剂体系,从中选出2Na2CO3-4H3BO3-BaCO3做助熔剂,生长了YBaNa(BO3)2晶体.采用X射线衍射(XRD),红外吸收光谱和透过光谱,差热失重分析对生长的晶体进行了表征.结果表明,晶体属于六方晶系,空间群为R3,晶胞参数为a=0.53382(2) nm,c=3.58303(19) nm.BO3-3基团存在于晶体结构中,晶体的紫外截止波长在208 nm左右,晶体在800℃时有明显的相变点.