GaN横向外延中晶面倾斜的形成机制

采用双晶X射线衍射(DC-XRD)研究蓝宝石(0001)衬底上横向外延GaN层中晶面倾斜的形成原因. 发现横向生长区的GaN在垂直掩模方向上朝SiN_x掩模层弯曲. 采用选择性腐蚀逐渐去掉SiN_x掩模层, 发现XRD中GaN(0002)w扫描衍射峰两侧存在与晶面倾斜有关的衍射信息. 该衍射信息起初为一个很宽的峰, 随着选择性腐蚀的进行, 会先分裂为两个峰, 最后当SiN_x掩模层全部腐蚀掉后, 其中一个衍射峰会消失, 而只剩下一个很窄的峰. 作者证实造成横向外延GaN 中晶面倾斜的原因有两个: 一是由于GaN与掩模层之间界面应力造成的弹性非均匀应变; 另一个是由于GaN中穿透位错的90°转向造成的塑性形变.     

高温相偏硼酸钡（α—BaB2O4）晶体的缺陷钎为分析

运用同步辐射X射线白光形貌研究了α-BaB2O4晶体内部的完整性,并分析了α-BaB2O4晶体的缺陷行为及缺陷形成原因。在（001）面发现生长扇界和亚晶界，而在（100）面和（120）面分别观察了位错，位错簇以及针状包裹体。使用双晶衍射实验发现在（001）面有生长条纹，这些生长条纹呈环形，该条纹与熔体中温度波动而导致的生长速度波动有关。运用白光形貌拍摄到高清晰的劳埃斑，表明晶体为三方结构。     

高Tc双晶结rf SQUID

我们成功地在ＹＳＺ双晶衬底上制备了性能优良的高Ｔｃ 双晶结ｒｆ ＳＱＵＩＤ．在相同的测量条件下,得到与衬底台阶结ｒｆ ＳＱＵＩＤ 相同或相近的器件性能指标,磁场分辨率达到８４ｆＴ／Ｈｚ１／２ ．     

弧矢聚焦双晶单色器性能测试研究

针对同步辐射光束线中的弧矢聚焦双晶体单色器,研究了高准确度自准直平行光管对Bragg转角的步长分辨、转角准确度等参量检测的方法.利用单色器的双晶平行光路,可以方便实现对晶体微调角度的放大,从而检测微调机构的性能.建立了光束线模拟光路,可以实现对弧矢聚焦效果的检测.利用该方法,完成了我国第一台弧矢聚焦双晶单色器的离线检测,检测结果达到了理论设计指标,表明了测试方法的有效性.     

Si(111)衬底上GaN的MOCVD生长

利用LP-MOCVD在Si（111）衬底上,以高温AIN为缓冲层,分别用低温GaN（LT-GaN）和偏离化学计量比富Ga高温GaN（HT-GaN）为过渡层外延生长六方相GaN薄膜。采用高分辨率双晶X射线衍射（DCXRD）,扫描电子显微镜（SEM）,原子力显微镜（AFM）和室温光致荧光光谱（RT-PL）进行分析。结果表明,有偏离化学计量比富Ga HT-GaN为过渡层生长的GaN薄膜质量和光致荧光特性均明显优于以LT-GaN为过渡层生长的GaN薄膜,得到GaN（0002）和（1012）的DCXRD峰,其半峰全宽（FWHM）分别为698s和842s,室温下的光致荧光光谱在361nm处有一个很强的发光峰,其半峰全宽为44．3meV。     

MgxZn1-xO单晶薄膜的结构和光学性质

用等离子辅助分子束外延(P-MBE)的方法,在蓝宝石c平面上外延生长了MgxZn1-xO合金薄膜。在0≤x≤0．2范围内薄膜保持着ZnO的纤锌矿结构不变。X射线双晶衍射谱的结果表明生长的样品是单晶薄膜。据布喇格衍射公式计算得到,随着Mg含量的增加,薄膜的品格常数C由0．5205nm减小到0．5185nm。室温光致发光谱出现很强的紫外近带发射(NBE)峰,没有观察到深能级(DL)发射,且随着Mg的掺入量的增加,紫外发射峰有明显的蓝移。透射光谱的结果表明,合金薄膜的吸收边随着Mg离子的掺入逐渐向高能侧移动,这与室温下光致发光的结果是相吻合的,并计算出随着x值增加,带隙宽度从3．338eV逐渐展宽到3．682eV。通过研究Mg0.12Zn0.88O样品的变温光谱,将紫外发射归结为束缚在施主能级上的束缚激子发射。并详细地研究了在整个温度变化过程中,束缚激子的两个不同的猝灭过程以及谱线的半峰全宽与温度变化的关系。     

Er3+/Ni2+共掺双相微晶玻璃的结构与发光性能研究

采用熔融法制备了Er3+/Ni2+共掺含GdF3与Ga2O3双晶化相透明微晶玻璃.X射线粉末衍射(XRD)和透射电子显微(TEM)分析表明,平均粒径为34 nm的六方相GdF3和9 nm的立方相Ga2O3晶粒在玻璃基体中均匀分布.吸收与荧光光谱结果显示,EF3+位于GdF3纳米晶,Ni2+选择性地进入Ga2O3纳米晶.受益于此,在976 nm激光激发下,透明微晶玻璃具有覆盖1050 ～ 1600 nm波段的宽近红外发射带,由位于1210 nm的Ni2+∶3T2(F)→3A2(F)跃迁转变和位于1530 nm的Er3+∶4I13/2→4I15/2跃迁转变组成.     

一种镍基双晶材料疲劳裂纹扩展效应

对晶界平行裂纹和晶界垂直裂纹的双晶体进行三点弯曲疲劳实验,研究了双晶材料的疲劳裂纹扩展规律,测定了双晶的疲劳扩展速率,揭示了晶界对晶粒疲劳裂纹扩展的屏蔽效应:当裂纹距晶界某一特定长度时,裂纹扩展速率最快;而裂纹顶端交于晶界时,裂纹扩展速率最慢.进一步的晶体滑移有限元数值分析揭示了这种屏蔽效应的机理:晶界附近不协调的塑性变形,导致了裂纹尖端应力场的重新分布.     

单色器晶体角度微振动的高精度原位检测技术

为实现对双晶单色器角度微振动的原位测量,设计了基于双频激光干涉仪的双晶单色器晶体角度微振动测试系统,并搭建了实验平台。激光经干涉计偏振分光后射向被测晶面,对反射信号调制解调求得晶面两端的位移偏差,从而高频获取晶面的角度位移信息。通过数据预处理可以有效去除夹杂在数据中的噪声及直流分量,应用快速傅立叶变换处理得到晶体角度振动的频谱信息,准确获取对晶体稳定性产生影响的特征频率,从而分析影响晶体稳定性的主要振源。该方案可实现晶体角位移的高频采集,分辨率高达25 nrad,并能准确分析出不同振源影响下晶体微振动的情况,为单色器结构优化提供参考。