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《人工晶体学报》 北大核心

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《人工晶体学报》（月刊）是国内唯一一本专门刊登人工晶体这一高新材料研究成果的学术类科技期刊。《人工晶体学报》主要报道我国在人工合成晶体材料、低维晶态材料、人工微结构材料、生物医药结晶等方面的基础理论、...查看详情>>
  • 主办单位中材人工晶体研究院有限公司
  • 国际标准连续出版物号1000-985X
  • 国内统一连续出版物号11-2637/O7
  • 出版周期月刊
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新型硅酸盐型荧光粉K_(3)(Y_(0.88)Yb_(0.10)Ho_(0.02))Si_(2)O_(7)的上转换光致发光及光学测温性能研究
1
作者 滕雨含 王建通 +3 位作者 龚长帅 王渤文 薛绪岩 王雪娇 《人工晶体学报》 北大核心 2024年第1期115-122,共8页
本文采用普适的固相法合成一种新型硅酸盐K_(3)(Y_(0.88)Yb_(0.10)Ho_(0.02))Si_(2)O_(7)荧光粉,并系统研究样品的上转换光致发光和光学测温性能。研究表明,在980 nm激发下,K_(3)(Y_(0.88)Yb_(0.10)Ho_(0.02))Si_(2)O_(7)荧光粉表现出... 本文采用普适的固相法合成一种新型硅酸盐K_(3)(Y_(0.88)Yb_(0.10)Ho_(0.02))Si_(2)O_(7)荧光粉,并系统研究样品的上转换光致发光和光学测温性能。研究表明,在980 nm激发下,K_(3)(Y_(0.88)Yb_(0.10)Ho_(0.02))Si_(2)O_(7)荧光粉表现出红光发射,主发射峰位于665 nm,归属于Ho^(3+)的^(5)F_(5)→^(5)I_(8)跃迁。通过对发光强度和激发功率的对数变换,研究荧光粉的上转换机制和可能导致的上转换的光子反应,证明(5S4,5F2)→5I8跃迁上转换发光机制为三光子机制,^(5)F_(5)→^(5)I_(8)跃迁则为双光子机制。K_(3)(Y_(0.88)Yb_(0.10)Ho_(0.02))Si_(2)O_(7)荧光粉的^(5)F_(5)/(^(5)F_(4),^(5)S_(2))的非热耦合能级的荧光强度比结果表现出其良好的光学测温潜力,经计算其最大灵敏度约为0.17 K^(-1)(423 K)。 展开更多
关键词 上转换 硅酸盐 光学测温 稀土发光 光致发光 固相法
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深紫外高透过石英晶体的生长和光学性能表征
2
作者 张绍锋 曹艳翠 +4 位作者 张璇 李丹 胡潇 刘巨澜 姜秀丽 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2023年第12期2228-2234,共7页
照明系统是光刻机的重要组成部分,其主要功能是对激光光束进行扩束、整形和匀光。石英晶体x晶向具有本征双折射特点,以其原理制作的偏振装置可实现对光束偏振态的控制,配合离轴照明,能够进一步提高光刻机照明系统的分辨率和成像质量。... 照明系统是光刻机的重要组成部分,其主要功能是对激光光束进行扩束、整形和匀光。石英晶体x晶向具有本征双折射特点,以其原理制作的偏振装置可实现对光束偏振态的控制,配合离轴照明,能够进一步提高光刻机照明系统的分辨率和成像质量。受传统石英晶体生长工艺和晶体自范性限制,用于偏振装置的大口径石英波片(>ϕ50 mm)一直是石英晶体研究的难题。本文利用平行定向生长水热工艺,系统调整温度、压力、矿化剂种类和浓度、节流挡板开孔率等参数,成功合成了可用于193 nm波长的高透过率石英单晶,并加工出已知报道的最大尺寸ϕ160 mm石英波片坯料。实验过程中使用改进的框架籽晶法淘汰了可遗传腐蚀隧道缺陷,通过优化原料配比进一步降低Al^(3+)、Na^(+)等微量元素含量,控制升温曲线实现籽晶界面晶格匹配,从而淡化籽晶外延区域均匀性差异。对单晶样品进行微量元素含量、内透过率、双折射性能和光学均匀性表征,结果表明,石英晶体微量元素总含量控制在7×10^(-6)以内,内透过率达到99.80%/mm,双折射率差不均匀性低于0.0297%,ϕ140 mm有效通光口径内光学均匀性PV值达到3.9×10^(-6)。 展开更多
关键词 石英晶体 照明系统 深紫外 波片 偏振装置 水热法
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高价态W掺杂对NiFe磷化物全分解水制氢催化活性影响的研究
3
作者 张依擎 梁俊辉 +5 位作者 范浩阳 陈达 陈华予 黄岳祥 姚鑫 秦来顺 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2023年第8期1491-1499,共9页
近年来,通过光伏辅助电催化(PV-EC)分解水制备“绿氢”成为实现碳中和目标的关键。然而,普通电解水催化剂不能满足PV-EC系统中较高的太阳能到氢能(STH)转换效率的需求。因此,获取价格低廉、低反应过电势的电催化剂材料极为重要。本文选... 近年来,通过光伏辅助电催化(PV-EC)分解水制备“绿氢”成为实现碳中和目标的关键。然而,普通电解水催化剂不能满足PV-EC系统中较高的太阳能到氢能(STH)转换效率的需求。因此,获取价格低廉、低反应过电势的电催化剂材料极为重要。本文选取具有高价态的过渡金属W作为掺杂源,采用一步电沉积方法制备出NiFeW三元金属磷化物。通过一系列的表征发现,NiFeW磷化物电催化剂表现出优异的析氢反应(HER)和析氧反应(OER)活性,且作为双功能电催化剂时,在10 mA/cm^(2)电流密度下W掺杂后样品的过电势降低了51 mV。使用NiFeW磷化物作为双功能电催化剂和太阳能电池(a-Si∶H/a-SiGe∶H/a-SiGe∶H)作为驱动源,PV-EC器件实现了超过7%的理论STH转换效率,对推动太阳能分解水制氢装置的实际应用具有重要意义。 展开更多
关键词 电解水制氢 双功能电催化剂 光伏辅助电催化 太阳能电池 过渡金属磷化物 掺杂
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X(PO_(3))_(2)(X=Zn,Cd,Hg)电子结构与光学性质的第一性原理研究
4
作者 周新圆 江豹 +2 位作者 王云杰 赵璨 苏欣 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2023年第10期1793-1800,共8页
晶体材料的微观结构对于宏观性能有着决定性的作用,探究材料电子结构与光学性质之间的关系是合成新型材料研究的基础方向之一。本文基于密度泛函理论的第一性原理,系统地对X(PO_(3))_(2)(X=Zn,Cd,Hg),这三例阳离子含d 10电子构型元素的... 晶体材料的微观结构对于宏观性能有着决定性的作用,探究材料电子结构与光学性质之间的关系是合成新型材料研究的基础方向之一。本文基于密度泛函理论的第一性原理,系统地对X(PO_(3))_(2)(X=Zn,Cd,Hg),这三例阳离子含d 10电子构型元素的三元磷酸盐晶体的电子结构与光学性质进行了研究。Zn(PO_(3))_(2)、Cd(PO_(3))_(2)和Hg(PO_(3))_(2)三种材料的带隙宽度依次减小,分别为5.089、4.065和2.942 eV。通过分析禁带附近的能带轨道归属,可知X(PO_(3))_(2)的价带顶部由P原子、O原子以及阳离子的d轨道所占据,而导带底部则主要由P原子、O原子以及阳离子的s、p轨道所占据,此外P和相邻O原子的电荷密度分布图有明显重叠,证明P—O键具有较强的共价性。X(PO_(3))_(2)的静态介电常数分别为3.13、2.76、3.24。计算可知在1064 nm处Zn(PO_(3))_(2)的双折射率为0.032,Cd(PO_(3))_(2)的双折射率为0.025,Hg(PO_(3))_(2)的双折射率为0.024,且通过分别计算化合物以及阴离子基团的双折射大小,分析出材料的双折射是P—O基团和阳离子协同作用的结果。同时对材料进行布居分析,计算元素得失电子的情况,再次验证了P—O基团相对于Zn—O、Cd—O、Hg—O具有较强的共价性。 展开更多
关键词 磷酸盐晶体 第一性原理 密度泛函理论 电子结构 光学性质
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稀土掺杂萤石结构卤化物晶体团簇结构研究
5
作者 马凤凯 张振 +5 位作者 姜大朋 张中晗 李真 寇华敏 陈振强 苏良碧 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2023年第7期1219-1235,共17页
稀土掺杂萤石卤化物在国民经济、国防建设等领域发挥着不可替代的作用。萤石卤化物特殊的晶体结构导致稀土离子团聚,目前针对稀土离子团聚的系统研究还比较少。本文以稀土掺杂萤石卤化物为研究对象,采用第一性原理计算系统研究了从稀土... 稀土掺杂萤石卤化物在国民经济、国防建设等领域发挥着不可替代的作用。萤石卤化物特殊的晶体结构导致稀土离子团聚,目前针对稀土离子团聚的系统研究还比较少。本文以稀土掺杂萤石卤化物为研究对象,采用第一性原理计算系统研究了从稀土离子单体到高阶团簇的结构特征、演变规律、联系及其影响因素。研究发现,稀土离子单体中心1|0|0|11(C_(4v))和1|0|0|12(C_(3v))稳定性随离子半径变化而改变,且不同晶体的变化趋势不同,与晶格畸变分析结果一致。晶格畸变与库仑作用相互耦合决定了电荷补偿间隙卤离子的占位倾向性,即C_(4v)和C_(3v)中心的相对稳定性。此外,共价效应使得PbF_(2)和SrCl_(2)晶体单体中心结构及其稳定性与CaF 2、SrF_(2)和BaF 2不同。研究还揭示了晶体离子性和晶胞尺寸对单体中心能量差斜率的影响。文中还研究了稀土离子高阶团簇的结构,其稳定性演变规律与单体中心相对应。本文提出了高阶团簇相对稳定性判据,为新型稀土掺杂萤石卤化物的探索、筛选和研发提供指导,有望进一步拓展其应用范围。 展开更多
关键词 萤石卤化物晶体 稀土离子团簇 结构演变 晶格畸变 高阶团簇
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物理气相传输法合成AlN单晶性能表征
6
作者 周振翔 陈宁 +6 位作者 李丹 石爽爽 倪代秦 陈建荣 黄存新 李荣臻 魏华阳 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2023年第12期2196-2202,共7页
采用物理气相传输(PVT)法通过同质外延生长获得14 mm×12 mm的AlN单晶样品。对样品进行切割、研磨、化学机械抛光处理后,采用拉曼光谱仪、高分辨X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、光致发光光谱仪对样品进行测试表征。拉曼测试结果表... 采用物理气相传输(PVT)法通过同质外延生长获得14 mm×12 mm的AlN单晶样品。对样品进行切割、研磨、化学机械抛光处理后,采用拉曼光谱仪、高分辨X射线衍射仪、X射线光电子能谱仪、光致发光光谱仪对样品进行测试表征。拉曼测试结果表明,晶体中心区域的拉曼光谱E_(2)(high)声子模的半峰全宽为3.3 cm^(-1),边缘区域E_(2)(high)声子模的半峰全宽为4.3 cm^(-1),晶体呈现较高的结晶质量。XRD摇摆曲线表征结果显示,外延生长后的晶体中心和边缘区域的摇摆曲线半峰全宽增大至100″和205″,表明晶体内存在缺陷。XPS测试结果表明,晶体内存在C、O、Si杂质元素,杂质的原子数分数分别为0.74%、1.43%、2.14%,晶体内发现以氧杂质为主的Al—O、N—Al—O等特征峰。光致发光光谱测试结果显示,晶体内存在V_(Al)-O_(N)复合缺陷和V_(Al)点缺陷。 展开更多
关键词 氮化铝 物理气相传输法 半峰全宽 杂质 缺陷
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Nd∶CaYAlO_(4)单晶光纤的生长及光谱性能研究
7
作者 郭俊 刘坚 +4 位作者 陈鹏 宋青松 张志恒 徐晓东 徐军 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2023年第7期1345-1351,共7页
采用微下拉法生长了不同掺杂浓度(0.25%,0.50%,0.75%,1.00%,原子数分数)的Nd∶CaYAlO_(4)单晶光纤。通过X射线衍射测试了单晶光纤晶体结构,结果表明晶体结构为四方晶系。测试了Nd∶CaYAlO_(4)单晶光纤的室温偏振吸收和荧光光谱,测试样品... 采用微下拉法生长了不同掺杂浓度(0.25%,0.50%,0.75%,1.00%,原子数分数)的Nd∶CaYAlO_(4)单晶光纤。通过X射线衍射测试了单晶光纤晶体结构,结果表明晶体结构为四方晶系。测试了Nd∶CaYAlO_(4)单晶光纤的室温偏振吸收和荧光光谱,测试样品在807 nm附近有很强的吸收。其中,1.00%Nd∶CaYAlO_(4)的吸收最强,在σ偏振方向的吸收系数为4.20 cm^(-1),π偏振方向的吸收系数为4.06 cm^(-1)。1.00%Nd∶CaYAlO_(4)单晶光纤最强发射峰在σ和π偏振下都位于1080 nm,σ偏振方向的发射带宽为17.7 nm,π偏振方向的发射带宽为17.8 nm。0.25%、0.50%、0.75%、1.00%掺杂浓度的Nd∶CaYAlO_(4)单晶光纤4 F 3/2能级的荧光寿命分别为129、133、135和140μs,未观察到浓度猝灭。结果表明Nd∶CaYAlO_(4)单晶光纤是有潜力的超快激光增益介质。 展开更多
关键词 微下拉法 单晶光纤 Nd∶CaYAlO_(4) 晶体生长 光谱性能
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单晶金刚石声子非简谐衰减效应研究
8
作者 李斌 胡秀飞 +8 位作者 杨旖秋 王英楠 谢雪健 彭燕 杨祥龙 王希玮 胡小波 徐现刚 冯志红 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2023年第3期442-451,共10页
随着金刚石作为散热材料在大功率半导体器件、激光器、微波器件和大规模集成电路等领域中的应用愈加广泛,通过对金刚石局部进行精确测温以评价其散热性能是一个重要的研究课题。本文使用拉曼光谱仪对不同掺杂类型的高温高压(HTHP)样品... 随着金刚石作为散热材料在大功率半导体器件、激光器、微波器件和大规模集成电路等领域中的应用愈加广泛,通过对金刚石局部进行精确测温以评价其散热性能是一个重要的研究课题。本文使用拉曼光谱仪对不同掺杂类型的高温高压(HTHP)样品和化学气相沉积(CVD)样品在228~678 K进行检测,得到了金刚石样品TO模拉曼峰位、半峰全宽等与温度的一一对应关系,并通过理论计算模型明确了热膨胀、三声子、四声子随温度变化对拉曼峰位、半峰全宽的贡献。理论和实验测试结果发现:不同掺杂以及不同类型样品的拉曼光谱峰位无明显区别;随温度升高,半峰全宽宽化,主要影响因素为声子衰减导致的非简谐效应,同时受载流子的电离率、浓度、类型,以及缺陷和杂质影响;声子寿命主要受到声子的非简谐衰减作用影响,基本不受杂质散射的影响。本研究为金刚石材料的温度检测提供了一种无损、非接触、高空间分辨率的方法。 展开更多
关键词 单晶金刚石 拉曼光谱 掺杂 温度相关性 声子衰减 声子寿命
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Yb,Ho∶GdScO_(3)晶体生长及光谱性能分析
9
作者 孙贵花 张庆礼 +3 位作者 李加红 罗建乔 王小飞 高进云 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2023年第7期1243-1249,共7页
采用提拉法生长出了尺寸为∅30 mm×50 mm的Yb,Ho∶GdScO_(3)晶体。通过X射线衍射得到了晶体的粉末衍射数据,使用GSAS软件进行了全谱拟合,得到了晶体的结构参数。测试了晶体的拉曼光谱,在100~700 cm^(-1)观察到18个拉曼振动峰。对Yb... 采用提拉法生长出了尺寸为∅30 mm×50 mm的Yb,Ho∶GdScO_(3)晶体。通过X射线衍射得到了晶体的粉末衍射数据,使用GSAS软件进行了全谱拟合,得到了晶体的结构参数。测试了晶体的拉曼光谱,在100~700 cm^(-1)观察到18个拉曼振动峰。对Yb,Ho∶GdScO_(3)晶体的光谱特性进行了表征,并计算了Yb^(3+)的吸收截面,其在940、975 nm处的吸收截面分别为0.31×10^(-20)、0.42×10^(-20) cm^(2)。采用Judd-Ofelt理论计算了Ho^(3+)的跃迁强度参量Ω_(t),Ω_(4)/Ω_(6)值为2.04,并计算了辐射跃迁概率、能级寿命及荧光分支比等光谱参数。结果表明,Yb,Ho∶GdScO_(3)晶体的发光性能良好,是一种有前景的2~3μm激光晶体候选材料。 展开更多
关键词 2~3μm激光 Yb Ho∶GdScO_(3)晶体 晶体生长 光谱性能 JUDD-OFELT理论
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AlON透明陶瓷的制备及其力学性能研究
10
作者 王颖 张微 +4 位作者 田庭燕 黄存新 王震 陈建荣 石爽爽 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2023年第12期2215-2221,共7页
AlON透明陶瓷因良好的透光性、热震稳定性、力学性能和良好的可加工性,在国防领域和民用领域有广阔的应用前景。本文采用改进的碳热还原氮化/沸腾床法批量制备AlON粉体,单批次产能可达2 kg,在AlON粉体的XRD图谱中未观察到第二相,激光粒... AlON透明陶瓷因良好的透光性、热震稳定性、力学性能和良好的可加工性,在国防领域和民用领域有广阔的应用前景。本文采用改进的碳热还原氮化/沸腾床法批量制备AlON粉体,单批次产能可达2 kg,在AlON粉体的XRD图谱中未观察到第二相,激光粒径分析显示平均粒径为1.54μm,粒径分布均匀。使用该粉体进行冷等静压成型处理后,获得均匀性较好、致密度高的素坯。采用气压烧结法在1850℃,氮气压力5 MPa下制备出光学透过率为82.3%,弯曲强度为310 MPa的AlON透明陶瓷片,对推进AlON透明陶瓷的应用具有一定的现实意义。 展开更多
关键词 ALON 碳热还原氮化法 高纯粉体 透明陶瓷 透过率 气压烧结
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双钙钛矿结构Rb_(3)GaF_(6)∶Er^(3+),Yb^(3+)的合成及上转换发光特性研究
11
作者 李敬远 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2023年第2期327-333,共7页
双钙钛矿结构化合物具有化学稳定性高、声子能量低、易于稀土离子掺杂和多种可调变的晶体学格位等优点,是一种优良的上转换发光基质材料。本文采用高温固相法在600℃下合成了双钙钛矿结构Rb_(3)GaF_(6)∶Er^(3+),Yb^(3+)上转换发光材料... 双钙钛矿结构化合物具有化学稳定性高、声子能量低、易于稀土离子掺杂和多种可调变的晶体学格位等优点,是一种优良的上转换发光基质材料。本文采用高温固相法在600℃下合成了双钙钛矿结构Rb_(3)GaF_(6)∶Er^(3+),Yb^(3+)上转换发光材料,并采用X射线粉末衍射仪(XRD)、场发射扫描电镜(SEM)和荧光光谱仪对其成分、结构和发光特性进行系统表征。在980 nm激发下,制备的样品在521和548/561 nm处产生的绿光发射分别归因于Er^(3+)的^(2)H_(11/2)-^(4)I_(15/2)、^(4)S_(3/2)-^(4)I_(15/2)能级上的电子跃迁,同时在656 nm处产生的红光发射对应于Er^(3+)的^(4)F_(9/2)-^(4)I_(15/2)能级上的电子跃迁。此外,本文探究了Rb_(3)GaF_(6)∶Er^(3+),Yb^(3+)的上转换发光机理。 展开更多
关键词 双钙钛矿 Rb_(3)GaF_(6)∶Er^(3+) Yb^(3+) 上转换 发光特性 稀土掺杂 高温固相法 发光机理
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基于视觉辐条图案识别方法的蓝宝石引晶机制研究 被引量：2
12
作者 陈晨 乔铁柱 +1 位作者 庞宇松 郝贵荣 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2022年第2期256-262,共7页
工业生产蓝宝石晶体过程中,引晶步骤有着至关重要的地位。引晶必须在温度梯度较小,温度分布趋于稳定的条件下进行。目前,工业生产蓝宝石主要依靠人工经验操控籽晶杆实现引晶操作,但是人工引晶操作的准确性不高会导致成品品质不佳、资源... 工业生产蓝宝石晶体过程中,引晶步骤有着至关重要的地位。引晶必须在温度梯度较小,温度分布趋于稳定的条件下进行。目前,工业生产蓝宝石主要依靠人工经验操控籽晶杆实现引晶操作,但是人工引晶操作的准确性不高会导致成品品质不佳、资源浪费。为此,本文提出一种基于蓝宝石视觉辐条图案识别方法来检测蓝宝石熔体状态自由液面状态,从而实现一种高效率引晶的机制。此方法利用经典骨架化算法细化辐条图案,Harris算子实现特征信息的提取,提取的特征信息放入运动轨迹模型中判断熔体稳定性,分析液面温度分布稳定性从而实现引晶。结果表明,此算法具有有效性,蓝宝石晶体引晶效率大大提高,生产出的成品良率也有提升,可有效指导蓝宝石的工业生产。 展开更多
关键词 蓝宝石 引晶 温度梯度 辐条图案 图案识别 运动轨迹 骨架化算法 特征信息
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铌酸锂晶体的光折变效应 被引量：2
13
作者 郑大怀 张宇琦 +5 位作者 王烁琳 刘宏德 刘士国 孔勇发 薄方 许京军 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2022年第9期1626-1642,共17页
铌酸锂(LiNbO_(3),LN)是一种多功能多用途的人工晶体,被称为“光学硅”。近期以铌酸锂薄膜(LNOI)为平台的集成光子学发展迅速,有将“光学硅”变为现实的趋势。高集成意味着高局域高光强密度,使铌酸锂晶体的光折变效应变得不容忽视。光... 铌酸锂(LiNbO_(3),LN)是一种多功能多用途的人工晶体,被称为“光学硅”。近期以铌酸锂薄膜(LNOI)为平台的集成光子学发展迅速,有将“光学硅”变为现实的趋势。高集成意味着高局域高光强密度,使铌酸锂晶体的光折变效应变得不容忽视。光折变效应是光致折射率变化的简称,是非线性光学的重要组成部分。本文回顾了铌酸锂晶体光折变效应的发现和机理、不同掺杂及掺杂组合对光折变效应的调控,重点介绍了铋镁双掺铌酸锂晶体的光折变性能及相关理论和实验结果,概述了铌酸锂光折变波导和孤子,及基于LNOI的集成光子学器件中的光折变效应,并对未来的研究趋势进行了展望。期待我国发挥铌酸锂光折变研究及LNOI产业化的优势,在光子学芯片的竞争中占据主导地位。 展开更多
关键词 铌酸锂晶体 光折变效应 机制 掺杂 全息存储及显示 集成光子学
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光子晶体多组元缺陷态问题研究
14
作者 王立群 严佳新 +2 位作者 卢欣 石丽伟 张肖利 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2022年第6期986-995,1011,共11页
缺陷态光子晶体可以用于制作良好的谐振器、偏振器、滤光器等光学器件,具有重要的应用价值。本文发展了光子晶体缺陷态问题的PG有限元界面问题计算方法,有效地处理了各种不同组元体系、几何结构、界面形状、材料属性以及模态的光子晶体... 缺陷态光子晶体可以用于制作良好的谐振器、偏振器、滤光器等光学器件,具有重要的应用价值。本文发展了光子晶体缺陷态问题的PG有限元界面问题计算方法,有效地处理了各种不同组元体系、几何结构、界面形状、材料属性以及模态的光子晶体缺陷态问题。数值结果表明,二组元结构单点缺陷对带隙的影响较小,只是使局部范围内的波继续传播而产生一条缺陷带,多点缺陷使一些特定范围内的波可以传播而产生多条缺陷带,线缺陷产生的影响较大,可以使整个禁带消失。结合线缺陷与点缺陷,波导结构中的侧点缺陷可以有效地应用于光子晶体阻带内诱导窄通带或在波导的通带内诱导非常窄的阻带。三组元结构引入了不均匀介质、复杂介质形状以及不同几何结构的缺陷态。通过计算与分析发现Ω_(3)区域的介质形状对结果影响比较有限,表面层越不光滑禁带越窄,n型缺陷态在TM模中的高频区域更容易产生禁带。对于TE模来说,n型与v型的缺陷态更容易产生禁带。 展开更多
关键词 光子晶体 缺陷态 多组元 能带结构 PG有限元法 非贴体网格
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GeS/MoS_(2)异质结电子结构及光学性能的第一性原理研究 被引量：1
15
作者 梁志华 谭秋红 +1 位作者 王前进 刘应开 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2022年第3期459-470,共12页
以MoS_(2)、GeS为代表的二维层状材料在光学、电学等方面表现出优异的物理性能。如何将两者的优良性能结合,同时获得具有新的协同功能的复合材料对电子器件的发展和应用具有重要意义。本文采用密度泛函理论的第一性原理计算方法,对GeS/M... 以MoS_(2)、GeS为代表的二维层状材料在光学、电学等方面表现出优异的物理性能。如何将两者的优良性能结合,同时获得具有新的协同功能的复合材料对电子器件的发展和应用具有重要意义。本文采用密度泛函理论的第一性原理计算方法,对GeS/MoS_(2)异质结的电子结构及光学性质进行了系统研究,并探索了界面间距、应变和电场对异质结电子结构和光学性能的影响。研究结果表明,GeS/MoS_(2)异质结是Ⅱ型能带排列,该能带排列有利于光生电子-空穴对的分离。进一步研究发现,通过应变和电场等手段可以实现对GeS/MoS_(2)异质结能带排列及光吸收系数的有效调控。该研究结果表明GeS/MoS_(2)异质结在光催化、光电器件等领域具有潜在的应用,为设计与制备GeS/MoS_(2)相关的光电器件提供了理论指导。 展开更多
关键词 GeS/MoS_(2)异质结 二维层状材料 电子结构 光学性能 界面间距 应变 电场 第一性原理
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LiZr_(2)(PO_(4))_(3)包覆对高镍三元正极材料结构及电化学性能的影响 被引量：1
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作者 刘琳琳 刘杰 +2 位作者 陈前林 罗诗键 李翠芹 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2022年第4期695-703,共9页
高镍三元正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)(NCM811)具有优异的放电能力。但其存在锂镍混排严重、结构稳定性差导致的容量衰减快等问题。为解决这些问题,本论文首先合成NCM811三元正极材料,再利用湿法涂覆的方法将磷酸锆锂LiZr_(... 高镍三元正极材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)(NCM811)具有优异的放电能力。但其存在锂镍混排严重、结构稳定性差导致的容量衰减快等问题。为解决这些问题,本论文首先合成NCM811三元正极材料,再利用湿法涂覆的方法将磷酸锆锂LiZr_(2)(PO_(4))_(3)(LZPO)包覆在NCM811三元正极材料的表面,形成LZPO@NCM811三元正极改性材料,并对改性前后的NCM811三元正极材料结构和电化学性能进行研究。研究结果表明,在NCM811表面包覆1%LZPO得到样品的结构最稳定,材料的电化学性能最好:在0.1 C倍率下,首圈放电容量为210.16 mAh/g,远高于未改性NCM811材料(201.01 mAh/g);在循环200圈后,材料的容量保持率为79.4%,优于未改性的NCM811材料(容量保持率为60.0%)。 展开更多
关键词 锂离子电池 NCM811 三元正极材料 磷酸锆锂 包覆改性 RIETVELD结构精修 电化学性能
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开口圆环类声子晶体传播禁带特性研究 被引量：3
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作者 唐荣江 潘朝远 +2 位作者 郑伟光 何宏斌 唐经添 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2021年第3期428-434,共7页
为衰减中低频振动噪声,本文设计了一种非严格对称的开口圆环类声子晶体结构,基于有限元法和弹性波理论分析了其禁带特性和各方向的振动衰减性能;结合系统的振动模态解释了带隙打开和关闭的原因,并分析了几何参数对带隙宽度的影响规律。... 为衰减中低频振动噪声,本文设计了一种非严格对称的开口圆环类声子晶体结构,基于有限元法和弹性波理论分析了其禁带特性和各方向的振动衰减性能;结合系统的振动模态解释了带隙打开和关闭的原因,并分析了几何参数对带隙宽度的影响规律。结果表明:由于晶体的非严格对称,仅ΓX方向的传输损耗和禁带特性吻合,且衰减性能优于MΓ方向,禁带内平均衰减27.8 dB,同比提升了5.5 dB。禁带内几乎没有产生位移变形量,而通带因无法抑制弹性波传播导致变形量显著增大;芯体的水平和旋转运动是带隙起始、截止的明显标志。以钨为芯体,能获得起始频率和带宽均为500 Hz的低频带隙,增大芯体的材料密度、填充率和晶格尺寸有助于获得较低频率的完整带隙。 展开更多
关键词 圆环类声子晶体 带隙结构 方向传输损耗 几何尺寸 振动衰减性能
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声学超表面的非对称声分束特性研究
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作者 宋爱玲 孙超彧 +2 位作者 陈天宁 项延训 轩福贞 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2021年第7期1362-1370,共9页
非对称声分束超表面是由人工微单元结构按照特定序列构建的二维平面结构,可将垂直入射的声波分成两束传播方向和分束比自由调控的透射波,在声功能器件设计及声通信领域具有广泛的应用前景。本文系统研究了一种实现非对称声分束的设计理... 非对称声分束超表面是由人工微单元结构按照特定序列构建的二维平面结构,可将垂直入射的声波分成两束传播方向和分束比自由调控的透射波,在声功能器件设计及声通信领域具有广泛的应用前景。本文系统研究了一种实现非对称声分束的设计理论和实现方法,基于局域声功率守恒条件研究了声分束器的设计理论、阻抗矩阵分布、法向声强分布、声压场分布等。利用遗传算法对四串联共振腔结构进行参数优化实现了声分束器所需的阻抗矩阵分布,声压场分布表明声波入射到声分束器后在入射侧激发出两列传播方向相反且幅值和衰减系数均相同的表面波,实现了入射侧与透射侧的局域声功率相互匹配。声波经过声分束器后被分为两束透射波,两束透射波的折射角和透射系数与理论值十分吻合,证明了设计理论及实现方法的正确性和可行性。本文的研究工作可以为新型非对称声分束结构设计提供理论参考、设计方法和技术支持,并促进其在工程领域的实际应用。 展开更多
关键词 非对称声分束 声学超表面 局域声功率 阻抗矩阵 共振腔
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中国半导体材料产业发展(开化)峰会暨半导体材料分会成立30周年庆祝大会成功举办
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作者 李爱娟 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2021年第11期2204-2204,共1页
10月28—29日,2021年中国半导体材料产业发展(开化)峰会暨半导体材料分会成立30周年庆祝大会在浙江省衢州市开化县成功举办。本次会议由开化县经济和信息化局、开化经济开发区、开化县工商联(总商会)和中国电子材料行业协会半导体材料... 10月28—29日,2021年中国半导体材料产业发展(开化)峰会暨半导体材料分会成立30周年庆祝大会在浙江省衢州市开化县成功举办。本次会议由开化县经济和信息化局、开化经济开发区、开化县工商联(总商会)和中国电子材料行业协会半导体材料分会主办,浙江华盛模具科技有限公司承办,并得到了《人工晶体学报》等单位的友情支持。 展开更多
关键词 半导体材料 人工晶体 浙江省衢州市 开化县 电子材料行业 信息化 峰会
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单晶硅低裂纹损伤切片加工技术研究进展 被引量：3
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作者 葛梦然 毕文波 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2021年第5期967-973,共7页
单晶硅晶圆衬底的直径增大、厚度减薄和集成电路(IC)制程减小是集成电路领域主流发展趋势。随着集成电路制程减小至5 nm,对单晶硅晶圆衬底质量的要求越来越高。切片加工是晶圆衬底制造的第一道机械加工工序,金刚石线锯切片是大尺寸单晶... 单晶硅晶圆衬底的直径增大、厚度减薄和集成电路(IC)制程减小是集成电路领域主流发展趋势。随着集成电路制程减小至5 nm,对单晶硅晶圆衬底质量的要求越来越高。切片加工是晶圆衬底制造的第一道机械加工工序,金刚石线锯切片是大尺寸单晶硅切片加工的主要技术手段。本文介绍了金刚石线锯切片加工的发展趋势和面临的挑战,阐述了以单晶硅刻划加工研究为基础的金刚石线锯切片加工材料去除机制和电镀金刚石线锯三维形貌建模技术,总结了单晶硅切片加工的晶片表面创成机制和裂纹损伤产生机制,展望了单晶硅低裂纹损伤切片加工的工艺措施,指出了单晶硅切片加工技术的发展趋势,对集成电路制造技术的发展具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 单晶硅 切片加工技术 微裂纹损伤 金刚石线锯 机械刻划
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