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Pr,Yb,Ho:GdScO_(3)晶体生长及光谱性能
1
作者 孙贵花 †张庆礼 +2 位作者 罗建乔 王小飞 谷长江 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期369-374,共6页
2.7-3.0μm波段激光在很多领域具有重要应用,为探索和发展该波段新型晶体材料,本文采用提拉法生长出Pr,Yb,Ho:GdScO_(3)晶体,通过共掺入Pr3+离子以达到衰减Ho^(3+):^(5)I_(7)能级寿命的目的.采用X射线衍射测试得到了晶体的粉末衍射数据... 2.7-3.0μm波段激光在很多领域具有重要应用,为探索和发展该波段新型晶体材料,本文采用提拉法生长出Pr,Yb,Ho:GdScO_(3)晶体,通过共掺入Pr3+离子以达到衰减Ho^(3+):^(5)I_(7)能级寿命的目的.采用X射线衍射测试得到了晶体的粉末衍射数据,测量了拉曼光谱,并对晶体的拉曼振动峰进行指认,对Pr,Yb,Ho:GdScO_(3)晶体的透过光谱、发射光谱和荧光寿命进行表征.Yb^(3+)的最强吸收峰在966 nm,吸收峰半峰宽为90 nm;2.7-3.0μm波段最强发射峰在2850 nm,半峰宽为70 nm;Ho^(3+):^(5)I_(6)和^(5)I_(7)能级寿命分别为1094μs和56μs.与Yb,Ho:GdScO_(3)晶体相比,Yb^(3+)的吸收峰和2.7-3.0μm的发射峰半峰宽明显展宽,同时下能级寿命显著减小,计算表明Ho^(3+):^(5)I_(7)与Pr^(3+):^(3)F_(2)+^(3)H_(6)能级之间能实现高效的能量传递.以上结果表明Pr,Yb,Ho:GdScO_(3)晶体是性能更优异的2.7-3.0μm波段激光材料. 展开更多
关键词 2.7—3.0μm激光 Pr Yb Ho:GdScO_(3)晶体 晶体生长 光谱性能
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中长波Cr^(2+)/Fe^(2+)∶CdSe激光晶体生长及元件制备
2
作者 黄昌保 胡倩倩 +5 位作者 朱志成 李亚 毛长宇 徐俊杰 吴海信 倪友保 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第4期551-553,共3页
本文采用自主研发的双温区真空石墨加热单晶炉,通过钼坩埚密封布里奇曼法成功生长出了Cr^(2+)∶CdSe晶体和Fe^(2+)∶CdSe晶体,晶体尺寸达Φ51 mm×110 mm。Cr^(2+)∶CdSe晶体和Fe^(2+)∶CdSe晶体分别在1400~2400 nm和2500~5200 nm... 本文采用自主研发的双温区真空石墨加热单晶炉,通过钼坩埚密封布里奇曼法成功生长出了Cr^(2+)∶CdSe晶体和Fe^(2+)∶CdSe晶体,晶体尺寸达Φ51 mm×110 mm。Cr^(2+)∶CdSe晶体和Fe^(2+)∶CdSe晶体分别在1400~2400 nm和2500~5200 nm波段存在明显的吸收,同时,Cr^(2+)∶CdSe晶体和Fe^(2+)∶CdSe晶体在7~15μm波段透过率均接近CdSe晶体透过极限(~70%),换算吸收系数约为0.005 cm^(-1)。采用钼坩埚密封布里奇曼法制备的Cr^(2+)/Fe^(2+)∶CdSe晶体具有过渡金属离子掺杂浓度可控、掺杂均匀、晶体品质高等优点,可同时作为中波红外激光晶体和长波红外非线性光学晶体材料。 展开更多
关键词 中远红外激光 非线性光学晶体 激光晶体 过渡金属掺杂 CdSe晶体 晶体生长 布里奇曼法
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原料颗粒度对AlN晶体生长的影响
3
作者 俞瑞仙 王国栋 +4 位作者 王守志 曹文豪 胡小波 徐现刚 张雷 《人工晶体学报》 北大核心 2024年第1期58-64,共7页
本文通过对氮化铝(AlN)粉末进行烧结,制备了AlN晶体生长用的多晶颗粒料,测试发现,与粉末原料相比,多晶颗粒料的杂质显著降低。利用数值模拟软件研究了不同原料孔隙率对晶体生长的影响,分析了相同晶体生长工艺条件下原料内部温场的分布... 本文通过对氮化铝(AlN)粉末进行烧结,制备了AlN晶体生长用的多晶颗粒料,测试发现,与粉末原料相比,多晶颗粒料的杂质显著降低。利用数值模拟软件研究了不同原料孔隙率对晶体生长的影响,分析了相同晶体生长工艺条件下原料内部温场的分布情况。使用不同颗粒度的原料进行了AlN晶体生长,发现最适合AlN晶体生长的温度梯度和原料颗粒度。最后用颗粒度为1~3 mm的多晶颗粒料进行晶体生长,生长出直径为1英寸、厚度为15 mm的AlN晶体。对晶体进行切割、研磨、抛光,得到1英寸AlN晶片。采用高分辨率X射线衍射(HRXRD)和拉曼光谱对晶片进行表征。结果发现HRXRD摇摆曲线半峰全宽(FWHM)为154.66″,E_(2)(high)声子模的峰位置和FWHM分别为656.7和4.3 cm^(-1),表明该AlN晶体结晶质量良好。 展开更多
关键词 AlN晶体 多晶颗粒料 孔隙率 VR-PVT 温场 杂质
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Fe对Ni-Mn-Ga合金微丝形状记忆效应的影响
4
作者 刘艳芬 李爽 +2 位作者 郎子锐 马梓轩 刘晓华 《材料工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期182-191,共10页
以Ni-Mn-Ga合金微丝为基础分析Fe元素掺杂前后对合金微丝的形状记忆效应的变化。用真空磁控钨极电弧熔炼炉制备Ni-Mn-Ga-Fe合金,并用高真空精密熔体抽拉设备将母合金制备成微丝。采用EDS能谱分析仪、DSC差示扫描量热分析仪、XRD、DMA动... 以Ni-Mn-Ga合金微丝为基础分析Fe元素掺杂前后对合金微丝的形状记忆效应的变化。用真空磁控钨极电弧熔炼炉制备Ni-Mn-Ga-Fe合金,并用高真空精密熔体抽拉设备将母合金制备成微丝。采用EDS能谱分析仪、DSC差示扫描量热分析仪、XRD、DMA动态机械分析仪,研究Fe元素掺杂Ni-Mn-Ga合金微丝后的物相、马氏体相变行为、微丝的形状记忆效应。结果表明,Ni-Mn-Ga-Fe合金微丝显示的是四方结构马氏体相和面心立方结构奥氏体相的混合相,对微丝采用步进式阶梯有序化热处理,有序化热处理能有效降低微丝内部缺陷,释放内应力,细化微丝内部晶粒,收缩晶格体积,马氏体孪晶界面更加平直,孪晶面更易移动,微丝的伸长率提高。在258 K下对制备态Ni-Mn-Ga-Fe合金微丝进行单程形状记忆的测试,拉伸到350 MPa后卸载到0 MPa,随后将微丝升温到奥氏体态后,应变恢复率为78.75%,而在289K对有序化热处理态Ni-Mn-Ga-Fe合金微丝进行单程形状记忆测试,应变恢复率达到100%。在126 MPa和240 MPa下分别对有序化热处理态三元Ni-Mn-Ga合金微丝和Ni-Mn-Ga-Fe合金微丝进行恒应力拉伸,两种微丝双程形状恢复能力均接近100%,但Ni-Mn-Ga-Fe合金微丝在发生形变时的弹性应变储能略高于Ni-Mn-Ga合金微丝。Fe的加入使得到的合金微丝的力学性能高于传统三元形状记忆合金微丝;制备态下和热处理态的Ni-Mn-Ga-Fe合金微丝的马氏体相变温度较Ni-Mn-Ga合金微丝分别提高6.0 K和11.5 K,热滞分别降低6.7 K和1.5 K。 展开更多
关键词 形状记忆合金 Ni-Mn-Ga铁磁合金微丝 马氏体相变 形状记忆效应
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基于溶液法制备卤化铅钙钛矿的直接型辐射探测器研究进展
5
作者 秦峰 吴金杰 +4 位作者 邓宁勤 焦志伟 朱伟峰 汤显强 赵瑞 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第4期554-571,共18页
X射线和γ射线探测在医学成像、安防检查、国土安全、无损检测等各个领域得到广泛应用,钙钛矿材料具有高辐射吸收系数、高载流子迁移率-寿命乘积、特殊的缺陷容忍特性而成为辐射探测器件优异的候选材料。溶液法在制备钙钛矿材料方面具... X射线和γ射线探测在医学成像、安防检查、国土安全、无损检测等各个领域得到广泛应用,钙钛矿材料具有高辐射吸收系数、高载流子迁移率-寿命乘积、特殊的缺陷容忍特性而成为辐射探测器件优异的候选材料。溶液法在制备钙钛矿材料方面具有显著的优势,溶液法的成本较低,能在低温或环境条件下制备,更易推行工业化生产,是未来优化材料体系,制备高质量、大尺寸晶体材料的关键技术。本文从溶液法制备卤化铅钙钛矿材料的角度出发,分析晶体生长及材料组成对辐射探测性能的影响,重点介绍从优化晶体生长质量和器件结构设计等方面提升辐射探测性能,最后总结钙钛矿材料在辐射探测领域面临的挑战,并展望了未来研究的发展方向,期望为钙钛矿材料在辐射探测领域走向工业化提供参考。 展开更多
关键词 晶体生长 卤化铅钙钛矿 溶液法 半导体器件 辐射探测器
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锑化铟单晶材料研究进展
6
作者 折伟林 赵超 +1 位作者 董涛 王成刚 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期235-241,共7页
锑化铟(InSb)材料因其特殊性质,是一种重要的中波红外探测、霍尔元件材料。本文总结了InSb材料的需求现状以及国内外主流InSb材料厂商的研究进展,重点介绍了中国电子科技集团公司第十一研究所在InSb材料方面的最新研究进展。最后,本文... 锑化铟(InSb)材料因其特殊性质,是一种重要的中波红外探测、霍尔元件材料。本文总结了InSb材料的需求现状以及国内外主流InSb材料厂商的研究进展,重点介绍了中国电子科技集团公司第十一研究所在InSb材料方面的最新研究进展。最后,本文提出了InSb材料未来发展趋势。 展开更多
关键词 锑化铟 红外探测 研究进展 发展趋势
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激光水同位素分析仪测定水中^(17)O-excess的长期稳定性
7
作者 宗保云 段鹏珍 +4 位作者 沙丽娟 贾雪雪 杜文静 宁有丰 程海 《分析仪器》 CAS 2024年第2期5-8,共4页
为验证激光水同位素分析仪测定水中^(17)O-excess的长期稳定性,在过去4年中使用国际标准水样VSMOW2和SLAP2对3种国际标准水GISP、USGS45、USGS47及3种实验室标准水Lab1、Lab2和Lab3进行了标定,得到高精度的^(17)O-excess结果(<10per ... 为验证激光水同位素分析仪测定水中^(17)O-excess的长期稳定性,在过去4年中使用国际标准水样VSMOW2和SLAP2对3种国际标准水GISP、USGS45、USGS47及3种实验室标准水Lab1、Lab2和Lab3进行了标定,得到高精度的^(17)O-excess结果(<10per meg,1SD),并显示2019~2022年间国际标准水样和2019~2021年间实验室标准水样的标定结果均在误差范围内保持一致,2022年重新配制实验室标准水后检测到三氧同位素组成的变化,说明该测试方法具有长期稳定性,并且能够分辨水样的三氧同位素组成变化,为测定不同水样中三氧同位素组成提供了技术支撑。 展开更多
关键词 激光水同位素分析仪 三氧同位素 国际标准水 长期稳定性
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高温高压合成掺杂金刚石研究进展
8
作者 郝敬林 邓丽芬 +3 位作者 王凯悦 宋惠 江南 西村一仁 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第2期194-209,共16页
金刚石具有超高热导率、宽禁带等优点,通过掺杂引入电子和空穴等缺陷,提升载流子浓度,可以使金刚石具有适合半导体应用的电导率,被称为第三代终极宽禁带半导体材料。本文首先介绍了金刚石单晶的高温高压合成方法,接着系统综述了基于高... 金刚石具有超高热导率、宽禁带等优点,通过掺杂引入电子和空穴等缺陷,提升载流子浓度,可以使金刚石具有适合半导体应用的电导率,被称为第三代终极宽禁带半导体材料。本文首先介绍了金刚石单晶的高温高压合成方法,接着系统综述了基于高温高压法的金刚石掺杂研究现状和发展,然后分析了N、B、P和S等单元素掺杂及多元素共掺杂对金刚石晶体生长和电学性能的影响,并且对第一性原理计算研究金刚石掺杂进行了分析总结。高温高压退火可以有效改变金刚石中掺杂元素与空位等缺陷组合和分布状态,本文明晰了金刚石中含氮色心形成的原因及高温高压退火对色心的调控机制。最后对金刚石掺杂以及掺杂后金刚石的光学性能和电学性能研究前景进行了展望,指出可进一步探索多元素共掺杂的理论与实验方法,对提升掺杂金刚石性能具有重要意义。 展开更多
关键词 金刚石 高温高压 掺杂 含氮色心 退火 第一性原理计算
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碲锌镉晶体生长温度梯度与界面形状稳定性关系的研究
9
作者 曹聪 刘江高 +4 位作者 范叶霞 李振兴 周振奇 马启司 牛佳佳 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第4期641-648,共8页
碲锌镉晶体被广泛用作红外探测器碲镉汞薄膜的外延衬底和制造室温核辐射探测器。在晶体生长过程中,界面形状与热量传输状态密切相关。本文结合数值模拟技术控制碲锌镉晶体生长过程中温度场分布,设计了垂直布里奇曼法和垂直温度梯度凝固... 碲锌镉晶体被广泛用作红外探测器碲镉汞薄膜的外延衬底和制造室温核辐射探测器。在晶体生长过程中,界面形状与热量传输状态密切相关。本文结合数值模拟技术控制碲锌镉晶体生长过程中温度场分布,设计了垂直布里奇曼法和垂直温度梯度凝固法微凸固液界面的晶体生长程序,并根据实际晶体生长实验,分析了晶体生长方法差异与碲锌镉晶体单晶率之间的关系。通过光致发光谱进行成分测试获得了碲锌镉晶体等径段纵截面中Zn值分布谱图,以研究固液界面温度场分布与晶体Zn值宏观偏析之间的关系。结果表明,在晶体生长过程中固液界面两侧温场梯度分布对界面的形状选择和稳定性有重要影响,更大的固相侧温度梯度有助于实现稳定的凸界面晶体生长,从而提高晶体成晶率。 展开更多
关键词 碲锌镉晶体 数值模拟 晶体生长 界面形状 界面稳定性 宏观偏析
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8英寸铌酸锂晶体生长研究
10
作者 孙德辉 韩文斌 +2 位作者 李陈哲 彭立果 刘宏 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第3期434-440,共7页
铌酸锂单晶薄膜(LNOI)在新一代信息技术中关键通信器件领域的作用日益显著,随着铌酸锂单晶薄膜制备技术和光子集成技术的发展,降低芯片成本、增加芯片集成度是光子集成芯片永恒不变的发展方向,因此迫切需求大尺寸铌酸锂晶体。本文讨论... 铌酸锂单晶薄膜(LNOI)在新一代信息技术中关键通信器件领域的作用日益显著,随着铌酸锂单晶薄膜制备技术和光子集成技术的发展,降低芯片成本、增加芯片集成度是光子集成芯片永恒不变的发展方向,因此迫切需求大尺寸铌酸锂晶体。本文讨论了大尺寸坩埚中熔体自然对流随着液面下降的变化规律,研究了8英寸(1英寸=2.54 cm)铌酸锂Z轴、X轴两个提拉方向的生长特点,获得等径尺寸大于φ210 mm×50 mm的8英寸Z轴、X轴铌酸锂晶体。1 mm厚X轴铌酸锂晶圆的透过率显示波长380~3 300 nm光谱的透过率超过了70%,晶片纹影图像显示晶体中存在折射率脉理缺陷。 展开更多
关键词 铌酸锂 8英寸 自然对流 提拉法 折射率脉理
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TeO_(2)声光晶体及其声光器件的研究进展
11
作者 客洪亮 宗子厚 +3 位作者 曹毅 李诵斌 高兴鹏 李阁平 《铜业工程》 CAS 2024年第1期178-188,共11页
随着激光技术的快速发展,声光器件在激光领域的应用逐步延伸,特别是在信号处理、时频转换等领域具有重要且不可替代的应用场景。TeO_(2)声光晶体因其优异的声光特性,常被作为声光器件的核心元件。本文首先概述了声光衍射的基本概念及声... 随着激光技术的快速发展,声光器件在激光领域的应用逐步延伸,特别是在信号处理、时频转换等领域具有重要且不可替代的应用场景。TeO_(2)声光晶体因其优异的声光特性,常被作为声光器件的核心元件。本文首先概述了声光衍射的基本概念及声光作用原理,包括拉曼-奈斯(Raman-Nath)衍射和布拉格(Bragg)衍射,其次介绍TeO_(2)晶体结构、晶体生长工艺、缺陷分析及性能测试,然后介绍声光器件结构组成、核心元件制备工艺及目前典型的商业化声光器件产品,最后展望了TeO_(2)声光晶体及其声光器件的应用前景。 展开更多
关键词 激光技术 声光晶体 TeO_(2) 声光器件 晶体缺陷
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多功能硅酸铋晶体的生长与掺杂
12
作者 徐家跃 张彦 +6 位作者 田甜 陈媛芝 申慧 肖学峰 熊正烨 李永攀 马云峰 《应用技术学报》 2024年第1期22-34,共13页
硅酸铋(Bi_(4)Si_(3)O_(12),BSO)晶体是重要的闪烁材料,具有较快的衰减时间、适中的熔点和密度、原料成本低等优势。掺杂不仅能够提高BSO晶体闪烁性能,还可以使其成为多功能材料,比如荧光晶体、激光晶体。总结了BSO晶体的主要研究进展,... 硅酸铋(Bi_(4)Si_(3)O_(12),BSO)晶体是重要的闪烁材料,具有较快的衰减时间、适中的熔点和密度、原料成本低等优势。掺杂不仅能够提高BSO晶体闪烁性能,还可以使其成为多功能材料,比如荧光晶体、激光晶体。总结了BSO晶体的主要研究进展,采用坩埚下降法成功生长了大尺寸BSO晶体,浓度3%以上的稀土掺杂能有效抑制组分偏析;稀土掺杂BSO晶体是导热性能良好的荧光发光材料,紫外光激发下Dy掺杂BSO晶体发黄光,Dy/Tm共掺BSO晶体可实现白光LED发光;研究了Yb、Er、Ho、Tm等稀土掺杂BSO晶体的光谱特性,在Ho:BSO、Tm:BSO晶体中分别实现了0.73 W、0.65 W的激光输出;纯BSO晶体是以Bi3+为发光中心的闪烁晶体,微量Dy掺杂可使BSO晶体光输出提高50%,1%Ta掺杂也能显著提高光输出;BGSO混晶也具有闪烁、激光等发光性能,通过调节组分可以开发出梯度闪烁晶体,稀土掺杂BGSO还可能成为激光晶体。 展开更多
关键词 硅酸铋 晶体生长 闪烁体 荧光体 激光
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基于亚波长光栅辅助定向耦合器的集成铌酸锂偏振分束器
13
作者 陈力 周旭东 +2 位作者 袁明瑞 肖恢芙 田永辉 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第3期465-471,共7页
绝缘体上铌酸锂(LNOI)是实现高速光子集成回路(PICs)的理想平台。通过充分利用铌酸锂(LN)的优势,LNOI平台能够实现高速电光和高效非线性光学集成器件。偏振分束器(PBS)作为分离和组合两种正交偏振光模式的关键无源器件之一,在实现片上... 绝缘体上铌酸锂(LNOI)是实现高速光子集成回路(PICs)的理想平台。通过充分利用铌酸锂(LN)的优势,LNOI平台能够实现高速电光和高效非线性光学集成器件。偏振分束器(PBS)作为分离和组合两种正交偏振光模式的关键无源器件之一,在实现片上偏振复用系统并提升光通信系统数据传输容量方面发挥着至关重要的作用。近年来,基于不同结构的PBS已经被成功实现,其中,基于亚波长光栅辅助定向耦合结构的PBS表现出优异的器件性能和紧凑的器件尺寸。本文基于氮化硅-铌酸锂异质集成的间接刻蚀方案,实现了一种亚波长光栅辅助定向耦合结构的高性能PBS。仿真结果表明,当波长在1500~1600 nm时,器件的偏振消光比均大于24.49 dB。实验数据进一步证实,当波长在1500~1580 nm时,器件偏振消光比均大于18.06 dB。 展开更多
关键词 薄膜铌酸锂集成光子学 氮化硅-铌酸锂 偏振调控器件 偏振分束器 亚波长光栅 定向耦合器
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13N超高纯锗单晶的制备与性能研究
14
作者 顾小英 赵青松 +4 位作者 牛晓东 狄聚青 张家瑛 肖溢 罗恺 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第3期497-502,共6页
13N超高纯锗单晶是制作超高纯锗探测器的核心材料。本文通过还原法获得还原锗锭,再由水平区熔法提纯获得12N高纯锗多晶,最后由直拉法生长得到13N超高纯锗单晶。通过低温霍尔测试、位错密度检测、深能级瞬态谱(DLTS)测试对13N超高纯锗单... 13N超高纯锗单晶是制作超高纯锗探测器的核心材料。本文通过还原法获得还原锗锭,再由水平区熔法提纯获得12N高纯锗多晶,最后由直拉法生长得到13N超高纯锗单晶。通过低温霍尔测试、位错密度检测、深能级瞬态谱(DLTS)测试对13N超高纯锗单晶性能进行分析。低温霍尔测试结果显示,晶体头部截面平均迁移率为4.515×10^(4)cm^(2)·V^(-1)·s^(-1),载流子浓度为1.176×10^(10)cm^(-3),导电类型为p型,位错密度为2256 cm^(-2);尾部截面平均迁移率为4.620×10^(4)cm^(2)·V^(-1)·s^(-1),载流子浓度为1.007×10^(10)cm^(-3),导电类型为p型,位错密度为2589 cm^(-2)。晶体深能级杂质浓度为1.843×10^(9)cm^(-3)。以上结果表明该晶体是13N超高纯锗单晶。 展开更多
关键词 锗单晶 探测器 迁移率 载流子浓度 位错密度
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直拉法单晶硅生长原理、工艺及展望
15
作者 王正省 任永生 +5 位作者 马文会 吕国强 曾毅 詹曙 陈辉 王哲 《材料导报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期1-13,共13页
碳达峰、碳中和理念提出后,太阳能作为一种可再生绿色能源备受关注。单晶硅作为主要的光伏材料,其质量决定着太阳能电池效率的高低,为了降低成本和提高产能,人们对单晶硅提出越来越高的要求。直拉法(CZ法)是单晶硅的主要制备方法,其生... 碳达峰、碳中和理念提出后,太阳能作为一种可再生绿色能源备受关注。单晶硅作为主要的光伏材料,其质量决定着太阳能电池效率的高低,为了降低成本和提高产能,人们对单晶硅提出越来越高的要求。直拉法(CZ法)是单晶硅的主要制备方法,其生产效率高,可实现自动化,直拉单晶硅市场占比超过90%,目前正朝着大尺寸、N型、薄片化、低氧低碳的方向发展。然而随着晶棒尺寸增大,热场变化更加复杂,现有CZ工艺难以满足市场需求。未来降低度电成本仍是晶硅光伏发展的驱动力,应通过技术革新、产业标准化、成本控制等手段推动光伏产业发展。本文介绍了CZ法生长单晶硅的基本原理和生长工艺,分别对缺陷控制、热场优化、氧含量控制等进行了分析,在总结工艺现状和单晶生长特点的基础上对直拉法生长单晶硅的发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 直拉法 单晶硅 大尺寸 薄片化 热场 太阳能
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热交换法中氦气循环利用的装置和方法研究
16
作者 秦俊 《山西化工》 CAS 2024年第2期120-121,137,共3页
可用于LED衬底的材料主要有硅、碳化硅、蓝宝石、氮化镓等。由于硅单晶和氮化镓晶格匹配太差无法商业化应用;碳化硅单晶成本价格较高,目前市价约是蓝宝石晶体的5倍以上;氮化镓单晶制备更困难,虽然同质外延质量最好,但价格是蓝宝石晶体... 可用于LED衬底的材料主要有硅、碳化硅、蓝宝石、氮化镓等。由于硅单晶和氮化镓晶格匹配太差无法商业化应用;碳化硅单晶成本价格较高,目前市价约是蓝宝石晶体的5倍以上;氮化镓单晶制备更困难,虽然同质外延质量最好,但价格是蓝宝石晶体的数百倍。综上所述,预计未来30年内,蓝宝石单晶还是LED衬底材料的理想选择。目前,蓝宝石的生长方法主要有提拉法(Cz)、导模法(EFG)、泡生法(Ky)、热交换法(HEM)等。本文介绍了各种蓝宝石长晶方法,并对其优缺点进行了分析。通过分析热交换法在生长大尺寸无缺陷晶体具有明显优势,结合热交换法原理开发了氦气管道,为降低热交换法生长蓝宝石成本提供了一种可行装置和方法。 展开更多
关键词 蓝宝石生长 热交换法 氦气循环利用装置
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氨热法GaN单晶生长的位错密度演变研究
17
作者 夏政辉 李腾坤 +6 位作者 任国强 解凯贺 卢文浩 李韶哲 郑树楠 高晓冬 徐科 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第3期480-486,共7页
氮化镓单晶具有高击穿电压、直接带隙、高饱和电子漂移速率、良好的化学稳定性等特性,在光电子器件和大功率电子器件中有广泛的应用。然而异质外延氮化镓会产生高位错密度,限制了氮化镓基器件的性能发挥。本研究以HVPE-GaN为籽晶,采用... 氮化镓单晶具有高击穿电压、直接带隙、高饱和电子漂移速率、良好的化学稳定性等特性,在光电子器件和大功率电子器件中有广泛的应用。然而异质外延氮化镓会产生高位错密度,限制了氮化镓基器件的性能发挥。本研究以HVPE-GaN为籽晶,采用氨热法生长了氮化镓单晶,利用扫描电子显微镜(SEM),光学显微镜和湿法腐蚀研究了氨热法氮化镓单晶籽晶区至侧向生长区的位错演变。研究结果表明,侧向生长区的氮化镓单晶位错密度明显低于籽晶区,侧向生长超过25μm后,位错密度降低2个数量级。 展开更多
关键词 氮化镓单晶 氨热法 侧向生长 位错密度 腐蚀坑
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超精密磨削YAG晶体的脆塑转变临界深度预测
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作者 敖萌灿 黄金星 +3 位作者 曾毓贤 吴跃勤 康仁科 高尚 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第1期84-94,共11页
钇铝石榴石(YAG)晶体是制造固体激光器的重要材料,超精密磨削是加工YAG晶体等硬脆材料零件的重要方法,研究硬脆材料加工表面的微观变形、脆塑转变机理对超精密磨削加工具有重要的指导作用。为了实现YAG晶体低损伤磨削加工,获得高质量表... 钇铝石榴石(YAG)晶体是制造固体激光器的重要材料,超精密磨削是加工YAG晶体等硬脆材料零件的重要方法,研究硬脆材料加工表面的微观变形、脆塑转变机理对超精密磨削加工具有重要的指导作用。为了实现YAG晶体低损伤磨削加工,获得高质量表面,基于弹塑性接触理论和压痕断裂力学,通过分析单磨粒划擦作用下材料表面的变形过程,考虑材料的弹性回复、微观下力学性能的尺寸效应,建立了脆塑转变临界深度的预测模型,并计算得到YAG晶体的脆塑转变临界深度为66.7 nm。在此基础上,通过不同粒度砂轮超精密磨削YAG晶体试验对建立的脆塑转变临界深度预测模型进行验证,并计算不同粒度砂轮在相应工艺条件下的磨粒切深。结果表明,磨粒切深高于脆塑转变临界深度时,YAG晶体磨削表面材料以脆性方式被去除,磨削表面损伤严重;磨粒切深低于脆塑转变临界深度时,磨削表面材料以塑性方式被去除,能够获得高质量磨削表面,加工表面粗糙度达到1 nm。建立的脆塑转变临界深度预测模型能够为YAG晶体的低损伤超精密磨削加工提供理论指导。 展开更多
关键词 超精密磨削 YAG晶体 纳米压痕 纳米划痕 脆塑转变
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锌灰资源化回收及超临界水热合成纳米氧化锌系统工艺
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作者 刘璐 王树众 +4 位作者 刘伟 张宝权 刘慧 刘辉 赵君安 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第3期193-203,共11页
为了对锌灰进行资源化回收及对其经济性进行分析,将湿法回收工艺和超临界水热合成技术相结合,将锌灰生成价值较高的纳米氧化锌产品,采用Aspen Plus软件平台,建立了完整的系统工艺,并分析了系统运行过程中的物料成本及能耗成本。在硫酸... 为了对锌灰进行资源化回收及对其经济性进行分析,将湿法回收工艺和超临界水热合成技术相结合,将锌灰生成价值较高的纳米氧化锌产品,采用Aspen Plus软件平台,建立了完整的系统工艺,并分析了系统运行过程中的物料成本及能耗成本。在硫酸浓度为2 mol·L^(-1)、固液比为1∶8、浸出温度为50℃、浸出时间为2 h、搅拌器转速为300 r·min^(-1)的条件下,锌灰中锌的浸出率达到了95%以上。除杂过程除去了Fe、Al、Ni、Cu等杂质,除杂后的溶液中锌的质量分数达到了97%。利用锌灰浸出液在400℃和25 MPa的超临界条件下,合成了平均粒径为26 nm的纳米氧化锌,晶体结晶度良好,纯度较高。通过与纯物料所合成的纳米氧化锌进行对比,验证了该技术的可行性,显著提升了系统运行的经济性。 展开更多
关键词 锌灰资源化回收 超临界水热合成 纳米氧化锌 高值化利用
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Cs_(4)EuI_(6)∶Sm近红外闪烁晶体的生长及发光性能研究
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作者 杨江浩 黄欣帅 +2 位作者 蓝陈慧 魏钦华 秦来顺 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2024年第4期627-633,共7页
随着长波敏感硅基光电探测器的发展,近红外闪烁晶体逐渐成为研究热点,其中Sm^(2+)掺杂的Eu^(2+)基卤化物晶体表现出优异的近红外发光性能。本文利用布里奇曼法成功制备了尺寸达到厘米级别的Cs_(4)EuI_(6)∶Sm近红外闪烁晶体,通过XRD、XP... 随着长波敏感硅基光电探测器的发展,近红外闪烁晶体逐渐成为研究热点,其中Sm^(2+)掺杂的Eu^(2+)基卤化物晶体表现出优异的近红外发光性能。本文利用布里奇曼法成功制备了尺寸达到厘米级别的Cs_(4)EuI_(6)∶Sm近红外闪烁晶体,通过XRD、XPS和ICP-OES等手段研究了晶体的组分和结构。结果表明,Sm^(2+)成功掺入Cs_(4)EuI_(6)基质,且对基质的晶体结构无明显影响。在紫外和X射线的激发下,晶体主要呈现两个发光中心(Eu^(2+)和Sm^(2+)),发光峰位于450和840 nm左右,分别对应于Eu^(2+)和Sm^(2+)的5d→4f的跃迁发光,紫外激发下的Eu^(2+)和Sm^(2+)的荧光衰减寿命均处于微秒级别。结果表明,随着Sm^(2+)掺杂浓度的增加,发光波长由蓝光逐渐变为近红外光。同时系统研究了不同Sm^(2+)浓度掺杂对晶体发光性能、Eu^(2+)-Sm^(2+)能量传递及荧光寿命的影响,实验结果表明,改变Sm^(2+)掺杂浓度可以调控晶体的发光性能。 展开更多
关键词 Cs_(4)EuI_(6) Sm^(2+)掺杂 闪烁晶体 近红外发光 布里奇曼法 能量传递
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