利用显微喇曼光谱进行SiC单晶片应力分析

为了对4H-SiC单晶片进行无损应力表征,采用显微喇曼光谱仪测量了3英寸(1英寸=2.54 cm)和4英寸4H-SiC单晶片的显微喇曼光谱,并依据喇曼频移峰的移动及喇曼频移峰的半高宽(FWHM)分析SiC单晶片中呈现的应力类型和应力大小.在显微喇曼光谱中,4H-SiC单晶片的横向折叠光学(TO)模为表征单晶片应力的特征峰,其无应力状态的标准峰位值为777 cm-1.对4H-SiC单晶片进行应力分析,发现3英寸和4英寸SiC单晶片内喇曼频移峰均发生蓝移和红移,表明单晶片内同时存在张应力和压应力.相比生长初期的样品,晶体生长末期的应力值有不同程度的升高,同时单晶片的喇曼频移峰的FWHM变窄,表明生长末期的单晶片结晶质量高于生长初期.     

核磁共振波谱法表征 DAST 分子结构

DAST 晶体（即 4-N, N-二甲胺基-4’-N’-甲基-氮杂芪的对甲苯磺酸盐晶体）具有优良的二阶非线性光学性能和电光效应特性,可用于红外至太赫兹波段辐射与检测领域．为了表征 DAST 源粉分子结构及纯度,选择 CD₃OD 和 DMSO-d₆ 两种溶剂分别对 DAST 源粉进行了¹H NMR、 ¹³C NMR、 ¹H-¹H COSY、 HSQC 和 HMBC 表征．通过对谱峰的归属及分析发现, DAST 在 CD₃OD 溶液中倾向于以离子对状态存在,而在 DMSO-d₆ 溶液中倾向于以解离状态存在,并根据谱峰的变化推测了 DAST 在从 CD₃OD 溶液环境向 DMSO-d₆ 溶液环境变化时解离过程中电子云在共轭结构上重新分布的规律和骨架的变化情况．     

SiC单晶体放射状裂纹缺陷研究

在采用物理气相传输(PVT)法生长碳化硅(SiC)单晶的过程中,放射状裂纹是常见的缺陷。使用微分干涉显微镜对SiC单晶体和晶体抛光片表面形貌进行观测,结合晶体突变光滑面生长模型,对PVT法生长的SiC单晶放射状裂纹缺陷的形成机理进行了研究,并提出了消除或抑制放射状裂纹缺陷产生的方法。研究结果表明,放射状裂纹的出现与PVT生长过程中晶体微管密度紧密相关。在晶体生长初期,晶体生长平台平铺至尺寸较大的微管后形成微裂纹,这些微裂纹会随着晶体生长中的应力释放而沿晶体径向增殖、汇聚,最终与径向上的其他微裂纹连接成宏观放射状裂纹。通过提高SiC籽晶质量(低微管密度)、优化生长工艺参数可有效抑制放射状裂纹的产生。     

SiC单晶生长界面形状计算机模型的建立及验证

利用多物理场耦合模拟软件研究了3英寸(1英寸=2.54 cm)碳化硅(SiC)单晶生长中感应线圈位置对单晶生长系统温度场的影响.分析了感应线圈位置变化对晶体表面径向温度、晶体内部轴向温度以及晶体生长界面形状的影响.同时分析了不同生长时期晶体的界面形状和各向温差的变化规律,建立了3英寸SiC单晶生长界面形状计算机模型,进而将计算机模拟得到的晶体界面形状与单晶生长对照实验获得晶体的界面形状相对比,验证了该模型的可靠性.以此为依据,优化了单晶生长工艺参数,获得了理想的适合3英寸SiC单晶生长的温度场,并成功获得了高质量的3英寸SiC单晶.     

DAST 源粉表征与晶体制备

通过X 射线粉末衍射、核磁共振波谱法对制得的DAST 源粉进行表征，确证其分子结构并计算出源粉纯度为 99.7 %。然后使用该DAST 源粉配制其甲醇溶液，并利用溶液降温法通过自发成核过程培养出尺寸为(2~3) mm×(2~3) mm×(0.3~0.5) mm 的DAST 晶体。     

DAST源粉表征与晶体制备

通过X射线粉末衍射、核磁共振波谱法对制得的DAST源粉进行表征,确证其分子结构并计算出源粉纯度为99.7%。然后使用该DAST源粉配制其甲醇溶液,并利用溶液降温法通过自发成核过程培养出尺寸为(2~3)mm×(2~3)mm×(0.3~0.5)mm的DAST晶体。