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碳化硅单晶制备方法及缺陷控制研究进展
1
作者 杨皓 李太 +2 位作者 张广鑫 吕国强 陈秀华 《材料导报》 北大核心 2026年第2期29-41,共13页
碳化硅(SiC)作为第三代半导体具有禁带宽度大、载流子迁移率高、热导率高和稳定性良好等优异特性,在电力电子器件领域尤其是高温、高频、高功率等应用场景下有着巨大潜力。目前用于SiC晶体生长的主要技术包括物理气相传输(PVT)法、高温... 碳化硅(SiC)作为第三代半导体具有禁带宽度大、载流子迁移率高、热导率高和稳定性良好等优异特性,在电力电子器件领域尤其是高温、高频、高功率等应用场景下有着巨大潜力。目前用于SiC晶体生长的主要技术包括物理气相传输(PVT)法、高温化学气相沉积(HTCVD)法和顶部籽晶溶液生长(TSSG)法。在SiC单晶生长和外延过程中,不可避免地会产生各种类型的缺陷,这些缺陷对半导体器件的性能会产生显著影响,具体表现为击穿电压降低、漏电流增加以及导通电阻变化等,这些性能的变化不仅会降低器件的效率和可靠性,还可能导致器件完全失效。因此,为了提高SiC半导体器件的良率和性能,在器件制造之前降低和控制SiC晶体生长过程中产生的各种缺陷变得非常重要。本文对当前SiC单晶的制备方法、SiC晶体生长过程中产生的缺陷及其检测技术进行了归纳总结,分析研究了SiC晶体生长过程中产生的缺陷之间的转化及影响因素,并讨论了降低SiC单晶缺陷密度的方法,最后对SiC单晶生长过程中缺陷的控制技术发展方向进行了展望。 展开更多
关键词 宽禁带半导体 碳化硅 晶体生长 缺陷 数值模拟
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中子辐照6H-SiC热力学及辐照缺陷高温回复动力学
2
作者 朱飞 郝旭洁 +7 位作者 张全贵 闫新越 刘洪飞 张博 李欣 刘德峰 妥雅勇 张守超 《无机材料学报》 北大核心 2026年第3期311-321,共11页
碳化硅(SiC)是核反应堆结构的重要候选材料,其辐照损伤行为与高温回复机制直接影响材料的服役性能与寿命。为阐明中子辐照对掺氮(氮掺杂浓度ND≈3.0×10^(19) cm^(-3))6H-SiC性能的影响及缺陷高温回复机制,本研究系统探究了中子辐照... 碳化硅(SiC)是核反应堆结构的重要候选材料,其辐照损伤行为与高温回复机制直接影响材料的服役性能与寿命。为阐明中子辐照对掺氮(氮掺杂浓度ND≈3.0×10^(19) cm^(-3))6H-SiC性能的影响及缺陷高温回复机制,本研究系统探究了中子辐照(辐照温度约150℃,辐照剂量2.58×10^(20) n/cm^(2))和等时退火过程中的缺陷演化与热力学行为。结合不同表征技术和第一性原理计算,深入解析了材料结构与性能的演变规律,主要结果如下。(1)辐照引发晶格显著肿胀(a、c轴及晶胞体积V的肿胀率分别为0.416%、0.430%和1.310%),晶体保持单晶结构。(2)辐照使比热增加14.7%,并在100~500℃升温过程中释放375.4 J/g的辐照储能。(3)基于晶胞参数回复与拉曼光谱演化,揭示了缺陷高温回复的四阶段动力学(室温(RT)~600℃阶段以C-Frenkel近距复合为主,迁移能E_(a)=0.14 eV;600~850℃阶段涉及Si-Frenkel复合及碳间隙原子迁移,E_(a)=0.26 eV;850~1200℃阶段为空位迁移驱动的晶格重构,E_(a)=0.65 eV;1200~1500℃阶段为碳空位(V_(C))长程扩散及N_(C)V_(Si)复合体解离,E_(a)=1.50 eV)。(4)拉曼与荧光光谱结果确认氮掺杂形成N_(C)V_(Si)缺陷构型,在785 nm激发下产生826 nm特征发光峰(对应634 cm^(-1)拉曼位移)。本研究揭示了中子辐照6H-SiC的缺陷回复路径与迁移能,阐明了其热力学响应与高温回复动力学机制,为核用SiC材料的辐照损伤评估、性能预测及退火工艺优化提供了重要依据。 展开更多
关键词 辐照储能 比热 拉曼光谱 缺陷发光 阿伦尼乌斯
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改进的YOLO11晶体表面缺陷光学检测方法
3
作者 殷创业 王华东 +3 位作者 张庆礼 孙贵华 孙彧 张志荣 《人工晶体学报》 北大核心 2026年第3期368-377,共10页
晶体制品在生产、制作、加工过程中易产生划痕缺陷,精准识别这些缺陷成为该领域的技术难题。为应对复杂成像条件下的多类型划痕检测的要求,本文基于YOLO11,引入可变形的注意力转换器(DAT)和大可分离核注意力(LSKA)机制,通过采用可变性... 晶体制品在生产、制作、加工过程中易产生划痕缺陷,精准识别这些缺陷成为该领域的技术难题。为应对复杂成像条件下的多类型划痕检测的要求,本文基于YOLO11,引入可变形的注意力转换器(DAT)和大可分离核注意力(LSKA)机制,通过采用可变性卷积增强图像的特征输出,以及引入不同尺度感受野机制,增强模型对晶体表面多尺度缺陷特征的自适应建模能力。相较于传统的YOLOv3、YOLOv5、YOLOv8及本文的基线模型YOLO11,改进后的YOLO11-DAT_LSKA在mAP@0.5指标上分别对相关缺陷进行检测分析,取得了2.5、2.3、1.9和1.5个百分点的性能提升。说明该处理方法在增强特征建模能力和提升对复杂划痕的感知具有一定优势,提高了模型对晶体表面缺陷的检测精度。特别是针对晶体表面缺陷具有低对比度、强反射、细长不规则形态等特征,本文所引入的DAT与LSKA模块分别从可变形卷积与多尺度感受野自适应两个层面出发,使模型在刻画缺陷形态差异和多尺度缺陷结构方面具有针对性与鲁棒性。 展开更多
关键词 晶体表面缺陷 YOLO11 可变形的注意力转换器 大可分离核注意力 注意力机制
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4H-SiC外延形貌缺陷对MOSFET电学特性影响研究
4
作者 王品 王静 +3 位作者 刘德财 张文婷 于乐 李哲洋 《人工晶体学报》 北大核心 2026年第3期387-394,共8页
4H-SiC金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)凭借高击穿电压、快速开关、低损耗等优异性能,成为最具发展潜力的半导体器件之一。然而外延过程形成的形貌缺陷会影响MOSFET的良率和可靠性。本文研究了三种形貌缺陷对6.5 kV MOSFET电学特... 4H-SiC金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)凭借高击穿电压、快速开关、低损耗等优异性能,成为最具发展潜力的半导体器件之一。然而外延过程形成的形貌缺陷会影响MOSFET的良率和可靠性。本文研究了三种形貌缺陷对6.5 kV MOSFET电学特性的影响。结果表明,三角形缺陷会导致器件早期击穿,反向击穿电压不大于3 V,缺陷位于有源区还会导致栅控失效。类三角形缺陷和直线型缺陷对器件的击穿电压无明显影响,但类三角形缺陷导致器件的导通电阻增大了4.56%。与直线型缺陷相比,尽管类三角形缺陷的带隙收缩较小,但其形貌区域存在更显著的应力集中,且堆垛层错面积为直线型缺陷的5倍,从而导致器件导通电阻增大。此外,类三角形缺陷和直线型缺陷均在导电原子力显微镜施加负压时漏电,尽管两者未引起器件静态特性明显变化,但仍不利于器件的长期可靠性。 展开更多
关键词 4H-SIC 金属氧化物半导体场效应晶体管 外延形貌缺陷 电学特性 击穿电压 导通电阻
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4H-SiC中不同位错对载流子浓度影响的拉曼光谱研究
5
作者 庄昌钰 吴枚霞 +1 位作者 权纪亮 李述体 《人工晶体学报》 北大核心 2026年第3期403-410,共8页
在镍坩埚中于520℃下用熔融KOH对物理气相传输(PVT)法生长的n型4H-SiC晶体样品进行腐蚀处理,利用光学显微镜(OM)、原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)对晶片中的刃位错(TED)、螺位错(TSD)和混合型位错(TMD)进行区分与识别。采用显... 在镍坩埚中于520℃下用熔融KOH对物理气相传输(PVT)法生长的n型4H-SiC晶体样品进行腐蚀处理,利用光学显微镜(OM)、原子力显微镜(AFM)和扫描电子显微镜(SEM)对晶片中的刃位错(TED)、螺位错(TSD)和混合型位错(TMD)进行区分与识别。采用显微拉曼光谱仪对不同位错缺陷进行光谱表征,并将缺陷区域的拉曼光谱与无缺陷区域进行对比,重点关注由载流子浓度升高引起的纵向光声子-等离子体耦合(LOPC)模式(位于984.609 cm^(-1)处)。通过Matlab对拉曼光谱进行拟合,并依据理论公式计算得出不同区域的载流子浓度(n)。对比缺陷中心与无缺陷区域的n值,发现缺陷中心表现出明显的载流子陷阱效应。进一步计算各缺陷中心拉曼光谱的半峰全宽(FWHM),并将其与载流子浓度n进行联合分析,以评估载流子陷阱效应的相对强弱。研究表明,不同缺陷中心的载流子陷阱效应强弱顺序为:TSD、TMD、TED,并提出对晶体生长工艺和器件工艺的优化建议。 展开更多
关键词 SIC晶体 载流子浓度 缺陷 位错 拉曼光谱 载流子陷阱效应
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药型罩材料技术研究进展 被引量：1
6
作者 刘扬 范怡静 +3 位作者 沈伟建 王睿鑫 陈进 唐宇 《材料导报》 北大核心 2025年第7期145-153,共9页
以药型罩为主要部件的聚能战斗部是小型智能飞行器打击装甲、地堡等目标的主要手段。本文基于药型罩的侵彻机理和“高穿深、大扩孔、强后效”的发展趋势,首先从药型罩的增效方式入手,综述了结构设计及惰性材料改性等传统方式的效果,并... 以药型罩为主要部件的聚能战斗部是小型智能飞行器打击装甲、地堡等目标的主要手段。本文基于药型罩的侵彻机理和“高穿深、大扩孔、强后效”的发展趋势,首先从药型罩的增效方式入手,综述了结构设计及惰性材料改性等传统方式的效果,并明确了传统增效方式在实现药型罩纵向和径向毁伤能力同步提升方面的不足;其次,对释能结构材料增强药型罩技术的研究现状进行了综述,通过相关研究说明了采用释能结构材料可有效增强药型罩综合毁伤威力,同时明确了传统释能结构材料在综合力学性能方面的不足;最后,介绍了多主元合金的基本概念及其在释能结构材料增强药型罩技术领域的应用潜力。本文既可为新一代高毁伤药型罩及其材料发展提供借鉴,也可为新型材料的应用提供新的思路。 展开更多
关键词 药型罩 释能结构材料 侵彻 后效 高效毁伤 多主元合金
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直拉单晶硅的杂质形成机理及控制方法
7
作者 张友海 刘天培 +4 位作者 芮阳 王忠保 马成 曹启刚 杨少林 《内蒙古石油化工》 2026年第1期6-10,共5页
直拉(Czochralski,Cz)单晶硅作为半导体与光伏产业的核心材料,其杂质控制是提升性能的关键。系统分析了直拉单晶硅中氧、碳、金属杂质及掺杂元素(硼、锗、氮)的形成机理、影响及控制方法。氧杂质主要来源于石英坩埚与硅熔体的反应,适量... 直拉(Czochralski,Cz)单晶硅作为半导体与光伏产业的核心材料,其杂质控制是提升性能的关键。系统分析了直拉单晶硅中氧、碳、金属杂质及掺杂元素(硼、锗、氮)的形成机理、影响及控制方法。氧杂质主要来源于石英坩埚与硅熔体的反应,适量氧可增强机械强度并促进本征吸杂,但过量会导致硅片曲翘,需通过优化氩气流速、坩埚转速等工艺参数控制氧含量。碳杂质主要来自多晶硅原料及热场石墨组件的高温反应,会引发碳化硅沉积及晶体缺陷,可通过镀SiC涂层或改进热场设计减少污染。金属杂质(如铜、铁等)源于原料、坩埚及设备组件,会引入深能级缺陷,需通过减少机械接触、使用高纯原料及过滤氩气抑制其引入。掺杂元素可改善电学性能,但过量掺杂(如硼、氮)会导致缺陷密度增加及性能退化,需精准控制掺杂工艺(如氮气纯度与流量)。通过揭示杂质形成机制与控制策略,为直拉单晶硅的质量提升及半导体技术发展提供了理论支撑。 展开更多
关键词 单晶硅 直拉法 氧杂质 碳杂质 金属杂质 掺杂元素
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人工晶体的创新发展、极限制备与应用
8
作者 苏良碧 于浩海 吴少凡 《硅酸盐学报》 北大核心 2025年第12期3433-3434,共2页
人类自古以来就被天然晶体的规则外形和耀眼光泽所吸引。在现代表征手段诞生之前,人们已经通过研究天然晶体,构建起矿物学和结晶学的数学基础。人工晶体是通过人工合成方法制备的具有特定成分与结构的晶体,是纯度最高、结构最完整、性... 人类自古以来就被天然晶体的规则外形和耀眼光泽所吸引。在现代表征手段诞生之前,人们已经通过研究天然晶体,构建起矿物学和结晶学的数学基础。人工晶体是通过人工合成方法制备的具有特定成分与结构的晶体,是纯度最高、结构最完整、性能最独特的一类功能材料。它作为材料微观结构的研究平台,催生出X射线衍射、中子散射等结构解析新方法,不断深化人类对世界微观本质的认知。同时,人工晶体作为核心功能材料,在激光、半导体、医学诊疗等划时代技术的诞生与发展过程中发挥了关键作用,是支撑集成电路、电子元器件、新型显示等战略新兴产业发展的关键基础材料。 展开更多
关键词 人工晶体 晶体生长 晶体缺陷 固态激光 半导体材料
原文传递
辐照对超快闪烁晶体YAG∶Yb闪烁发光的影响研究
9
作者 彭晨 张璐 +10 位作者 潘明艳 颜欣龙 贾宇桢 王瑞辰 段韦恒 何伟民 杨伟虎 宋柏君 程瑶 范潇宇 杨帆 《人工晶体学报》 北大核心 2026年第2期191-200,共10页
本文研究了不同Yb^(3+)掺杂浓度(1.5%、15%、50%,原子数分数)的YAG∶Yb晶体,以及15%Yb^(3+)共掺0.05%Na^(+)和0.05%Ba^(2+)样品在^(137)Cs伽马源辐照前、后透过率,光电子产额及阴极荧光(CL)发光分布特性变化。研究发现,15%Yb^(3+)单掺... 本文研究了不同Yb^(3+)掺杂浓度(1.5%、15%、50%,原子数分数)的YAG∶Yb晶体,以及15%Yb^(3+)共掺0.05%Na^(+)和0.05%Ba^(2+)样品在^(137)Cs伽马源辐照前、后透过率,光电子产额及阴极荧光(CL)发光分布特性变化。研究发现,15%Yb^(3+)单掺样品在辐照后辐照诱导吸收最强,但其发光均匀性基本保持稳定,归一化CL强度的RMS/Mean(均方差/平均值)值仅由3.17%(370 nm)和3.20%(475 nm)上升至5.32%和4.66%。而1.5%Yb^(3+)样品虽辐照诱导吸收较弱,但发光离散性显著恶化(370 nm的RMS/Mean值由2.36%上升至10.61%),光电子产额下降幅度约22.2%,能量分辨率由62.0%劣化至116.6%,表明在低掺杂条件下辐照诱导缺陷对发光空间均匀性的破坏可能阻碍能量传递路径从而抑制电荷迁移过程,导致紫外可见发光减弱。50%Yb^(3+)样品辐照后辐照诱导吸收和发光不均性均较显著,但其光电子产额及能量分辨率相对稳定,可能与高掺杂引起的结构畸变对辐照缺陷效应的部分补偿有关。共掺Na^(+)/Ba^(2+)样品在抑制辐照诱导吸收和发光稳定性方面均表现最优,表明适当的共掺杂有助于抑制缺陷形成并提升晶体的抗辐照能力。综合结果表明,YAG∶Yb晶体的辐照稳定性不仅受辐照诱导缺陷吸收的影响,还与晶体缺陷对发光均匀性的调控密切相关。 展开更多
关键词 YAG∶Yb晶体 辐照损伤 阴极荧光 发光均匀性 掺杂效应 闪烁发光
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敏感电池材料的透射电镜表征技术路线研究与应用
10
作者 李晓惠 韩贵华 +2 位作者 朱燕华 程春 刘攀 《电子显微学报》 北大核心 2026年第1期59-68,共10页
敏感电池材料因组分复杂、反应活性高等特性,在常规透射电镜制样与表征过程中极易因接触空气和高能电子束辐照而快速分解或损伤,显著降低测试结果准确性。本文基于国内高校公共仪器平台普遍配置的200 kV场发射透射电镜,开发了一条适用... 敏感电池材料因组分复杂、反应活性高等特性,在常规透射电镜制样与表征过程中极易因接触空气和高能电子束辐照而快速分解或损伤,显著降低测试结果准确性。本文基于国内高校公共仪器平台普遍配置的200 kV场发射透射电镜,开发了一条适用于敏感电池材料的氩气转移-低温透射电镜表征技术路线。通过构建全程隔绝空气的样品转移系统和低温测试环境,成功实现了对空气敏感和电子束敏感电池材料的高分辨率透射电镜表征。该技术路线不仅解决了公共测试平台在敏感电池材料表征方面的技术瓶颈,更为电池材料的微观解析提供了普适性研究方法,对推动先进电池材料的研究具有重要的实际应用价值。 展开更多
关键词 透射电镜 电池材料 电子束敏感 空气敏感 低温测试
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导模法生长氧化镓晶体中的位错缺陷及其分布特点 被引量：1
11
作者 杨文娟 卜予哲 +1 位作者 赛青林 齐红基 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第3期414-419,共6页
β-Ga_(2)O_(3)作为新一代超宽带隙半导体材料,因优异的物理性能和在器件中的高性能而受到越来越多的关注。β-Ga_(2)O_(3)的制备可采用浮区法、导模(EFG)法等多种熔融晶体生长方法。缺陷通常会对半导体器件的性能产生严重的负面影响,... β-Ga_(2)O_(3)作为新一代超宽带隙半导体材料,因优异的物理性能和在器件中的高性能而受到越来越多的关注。β-Ga_(2)O_(3)的制备可采用浮区法、导模(EFG)法等多种熔融晶体生长方法。缺陷通常会对半导体器件的性能产生严重的负面影响,所以β-Ga_(2)O_(3)晶体的缺陷检测技术显得尤为重要。过去通常采用刻蚀的方法进行位错的检测和密度计算,但这种方法是破坏性的,只适用于实验样品的研究分析。本文突破传统缺陷分析方法的局限,引入X射线形貌分析术(XRT)并结合酸性腐蚀法,对导模法生长β-Ga_(2)O_(3)的(001)、(010)、(100)面分别进行了深入研究,揭示了位错在三维空间的分布特征,明确指出,在导模法晶体中,沿着b轴[010]方向的位错占主导地位,为理解β-Ga_(2)O_(3)位错的结构和特征提供了宝贵的信息,进而为之后外延和器件晶面的选择指明了新的方向。 展开更多
关键词 氧化镓 宽禁带半导体 位错 X射线形貌分析术 导模法 腐蚀法
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缺陷团簇对Cu/W纳米多层膜辐照肿胀影响的分子动力学模拟研究
12
作者 陈文 李敏 +3 位作者 付宝勤 陈暾 崔节超 侯氢 《四川大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第4期931-939,共9页
纳米结构材料具有优异的抗辐照损伤性能,可以抑制辐照肿胀,但其潜在物理机制仍待深入研究.为此,本文采用分子动力学方法模拟对比研究了单晶Cu、单晶W和Cu/W纳米多层膜3种材料中空位和间隙型缺陷团簇对辐照肿胀的影响.模拟结果表明,相同... 纳米结构材料具有优异的抗辐照损伤性能,可以抑制辐照肿胀,但其潜在物理机制仍待深入研究.为此,本文采用分子动力学方法模拟对比研究了单晶Cu、单晶W和Cu/W纳米多层膜3种材料中空位和间隙型缺陷团簇对辐照肿胀的影响.模拟结果表明,相同缺陷浓度时,间隙团簇引起的3种材料体积肿胀差异较小.空位团簇则不同,Cu/W纳米多层膜中空位团簇导致的体积收缩程度与单晶Cu类似,但显著高于单晶W.此外,Cu/W异质界面作为优异的缺陷陷阱,能够有效捕获空位/间隙型缺陷,有效降低晶粒中缺陷浓度.上述效应协同作用,使得Cu/W纳米多层膜展现出优异的抗辐照肿胀性能. 展开更多
关键词 Cu/W纳米多层膜 分子动力学 缺陷团簇 辐照肿胀
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金刚石硅空位色心综述
13
作者 谭心 李向升 +3 位作者 王健 杨桥 贺占清 祁晖 《中国材料进展》 北大核心 2025年第7期694-700,共7页
金刚石色心具有室温荧光稳定性和良好的生物兼容性,可作为一种优秀的单光子源或荧光标记物应用于量子信息传递和生物荧光标记等领域。而相比于传统的金刚石氮空位(nitrogen-vacancy,NV)色心,金刚石硅空位(silicon-vacancy,SiV)色心展现... 金刚石色心具有室温荧光稳定性和良好的生物兼容性,可作为一种优秀的单光子源或荧光标记物应用于量子信息传递和生物荧光标记等领域。而相比于传统的金刚石氮空位(nitrogen-vacancy,NV)色心,金刚石硅空位(silicon-vacancy,SiV)色心展现出更为优异的光学性能,包括更窄的声子边带、更短的激发态寿命和更集中的荧光辐射。主要介绍了金刚石SiV色心的结构性质和应用前景,对比了SiV色心和NV色心物理参数和应用领域等方面的区别,并介绍了几种常见SiV色心的制备方法。 展开更多
关键词 金刚石色心 硅空位 荧光 制备 应用
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掺质YAG晶体中的缺陷 被引量：8
14
作者 曾贵平 曹余惠 殷绍唐 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 1999年第4期354-358,共5页
本文报道了用化学腐蚀法对掺质浓度不同和掺质种类不同的ＹＡＧ晶体样品进行的腐蚀，详细地观察了样品表面的腐蚀坑形貌，尤其是位错腐蚀坑的形貌和分布，测量了原生态和相应的退火样品上位错腐蚀坑的平均密度。在观测中发现，有些掺钕... 本文报道了用化学腐蚀法对掺质浓度不同和掺质种类不同的ＹＡＧ晶体样品进行的腐蚀，详细地观察了样品表面的腐蚀坑形貌，尤其是位错腐蚀坑的形貌和分布，测量了原生态和相应的退火样品上位错腐蚀坑的平均密度。在观测中发现，有些掺钕晶体样品上，位错腐蚀坑在中心区与边缘区的密集程度不同，有明显的分界。对此现象进行了探讨，认为出现在样品边缘区内的密集位错，除了来自于籽晶中以及来自于晶体从籽晶开始生长的起始处外，也由于熔体中出现在晶体周界处的自然对流与强迫对流边界层内的液流不稳，引起了生长界面边缘局部不稳而产生，环境气流起了相当的作用。 展开更多
关键词 位错 腐蚀坑 YAG晶体 晶体缺陷 化学腐蚀法
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6H-SiC纳米磨削机理的分子动力学研究
15
作者 耿瑞文 周星辰 +5 位作者 田助新 谢启明 李立军 吴海华 双佳俊 杨志豇 《材料导报》 北大核心 2025年第10期46-53,共8页
6H-SiC作为先进半导体材料的代表,具有出色的物理性能和化学稳定性,在光电子、航空航天等高新技术产业中起着关键作用。高硬度和低断裂韧性的物理特性使6H-SiC在超精密加工过程中充满挑战。因此,本工作采用分子动力学模拟的方法,探究了6... 6H-SiC作为先进半导体材料的代表,具有出色的物理性能和化学稳定性,在光电子、航空航天等高新技术产业中起着关键作用。高硬度和低断裂韧性的物理特性使6H-SiC在超精密加工过程中充满挑战。因此,本工作采用分子动力学模拟的方法,探究了6H-SiC在不同磨粒形状(球形、圆台形、四棱台形)下的纳米磨削行为,并深入分析了磨削深度对纳米磨削特征的影响。结果表明:四棱台形磨粒在材料去除效率方面表现最佳,但伴随着最大的亚表面损伤;在较深的磨削条件下球形磨粒的材料去除率超过了圆台形磨粒,并且亚表面损伤小。此外,随着磨削深度的增加,材料去除机制发生转变,磨削力和磨削温度也有所增加,同时磨粒形状对磨削质量的影响也更加显著。研究结果为6H-SiC等硬脆性材料工艺参数优化提供了理论依据。 展开更多
关键词 6H-SIC 分子动力学 纳米磨削 磨削深度 磨粒形状 亚表面损伤
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WO_(3)薄膜潜在极化特性的原子尺度研究
16
作者 杨勇 杨玉寅 +3 位作者 王靖辉 朱银莲 马秀良 唐云龙 《电子显微学报》 北大核心 2025年第4期440-447,共8页
结合像差校正透射电子显微技术和多模式原子力显微技术,本文研究了生长在LaAlO_(3)衬底上WO_(3)薄膜的极化特性。衍衬分析表明WO_(3)薄膜在衬底上外延生长,薄膜内部呈现出周期性的铁弹畴。原子尺度表征揭示了薄膜与衬底保持共格外延状... 结合像差校正透射电子显微技术和多模式原子力显微技术,本文研究了生长在LaAlO_(3)衬底上WO_(3)薄膜的极化特性。衍衬分析表明WO_(3)薄膜在衬底上外延生长,薄膜内部呈现出周期性的铁弹畴。原子尺度表征揭示了薄膜与衬底保持共格外延状态以及薄膜内部存在大量的线缺陷。利用几何相位分析,确定了薄膜在面内面外都存在较大的应变梯度,解释了薄膜极化的来源。实验证实,线缺陷同时具有局域导电特性,表明缺陷对WO_(3)薄膜的极化保持性能产生明显影响。这一发现为应变-缺陷耦合影响氧化物极化特性提供了新见解。 展开更多
关键词 极化 缺陷 应变梯度 像差校正电子显微学
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BGO晶体的缺陷与性能—(1)缺陷及其形成
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作者 姚冬敏 齐雪君 +2 位作者 宋桂兰 袁兰英 仲维卓 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第6期940-944,共5页
下降法生长的BGO晶体中存在几种典型的宏观缺陷。用光学显微镜和电子探针对宏观缺陷内的包裹体进行研究发现 :包裹体大部分为固态包裹物 ;不同宏观缺陷内的包裹体 ,其形状、大小和成份都具有典型特征。
关键词 宏观缺陷 包裹物 BGO晶体 固态 性质 包裹体 发现 形成 电子探针 下降
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微波等离子化学气相沉积法制备高浓度金刚石-空位色心及其性能研究 被引量：3
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作者 刘厚盛 郭世峰 +4 位作者 陈明 张国凯 郭崇 高学栋 蔚翠 《物理学报》 北大核心 2025年第2期215-222,共8页
金刚石氮-空位(NV)色心在室温下稳定性好,电子自旋相干时间长,能被激光和微波操控,是量子探测领域最具潜力的结构.本研究采用微波等离子化学气相沉积法(MPCVD)制备具有较高氮含量的金刚石单晶,以构建高浓度NV色心.通过在前驱体气体中掺... 金刚石氮-空位(NV)色心在室温下稳定性好,电子自旋相干时间长,能被激光和微波操控,是量子探测领域最具潜力的结构.本研究采用微波等离子化学气相沉积法(MPCVD)制备具有较高氮含量的金刚石单晶,以构建高浓度NV色心.通过在前驱体气体中掺杂不同含量的氮原子,解决了高氮条件下长时间生长金刚石单晶出现的诸多问题,制备氮含量约为0.205,5,8,11,15,36和54 ppm(1 ppm=10^(-6))的高氮金刚石单晶.初步确定了前驱体气体中氮含量与进入到金刚石单晶晶格中氮含量的关系平均约为11,氮原子在金刚石单晶中主要以聚集态氮和单个替位N+形式存在.对高氮金刚石单晶进行电子辐照,显著提升了金刚石NV色心浓度,并对辐照后NV色心材料的磁探测性能进行验证. 展开更多
关键词 金刚石单晶 高氮 氮-空位色心 傅里叶变换红外光谱 磁探测
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碲锌镉晶体热退火技术的研究进展
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作者 吴啸 赵文 +5 位作者 起文斌 宋林伟 李向堃 姜军 孔金丞 王善力 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第6期912-923,共12页
碲锌镉(CdZnTe,CZT)晶体因优异的物理特性在室温射线探测和HgCdTe红外探测领域占据重要地位。然而,CZT晶体生长过程中产生的点缺陷、沉积相和位错严重影响晶体质量和器件性能。研究表明,精心设计的退火工艺可有效降低沉积相密度,调控点... 碲锌镉(CdZnTe,CZT)晶体因优异的物理特性在室温射线探测和HgCdTe红外探测领域占据重要地位。然而,CZT晶体生长过程中产生的点缺陷、沉积相和位错严重影响晶体质量和器件性能。研究表明,精心设计的退火工艺可有效降低沉积相密度,调控点缺陷浓度,提升晶体电阻率和载流子迁移率寿命积。本文深入分析了CZT晶体中缺陷的形成机理,系统评述了恒温退火、梯度退火、分步退火、器件退火、原位退火和溶液退火等技术的研究进展,比较了各种退火技术的优缺点及其对CZT晶体性能的影响,同时提出了未来研究应聚焦于深化退火机理的理解、开发新型退火技术、优化界面工程和实现智能化退火工艺,以进一步提升CZT晶体性能,推动其在高性能辐射探测和红外成像领域的应用。 展开更多
关键词 碲锌镉 缺陷抑制 恒温退火 梯度退火 分步退火 器件退火 原位退火 溶液退火
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高密度电脉冲下材料微观结构的演变 被引量：23
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作者 张伟 隋曼龄 +3 位作者 周亦胄 何冠虎 郭敬东 李斗星 《金属学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2003年第10期1009-1018,共10页
几种粗晶材料经高密度电脉冲处理后,在材料内部形成了局域纳米结构,即冷轧α-Cu(Zn)中形成α—Cu(Zn)和β-(CuZn)纳米相;低碳钢中形成纳米尺寸的奥氏体;TiC/Ni(Cr)金属陶瓷中形成纳米尺寸的定向TiC;LC6超硬铝中形成纳米尺寸的α—Al.粗... 几种粗晶材料经高密度电脉冲处理后,在材料内部形成了局域纳米结构,即冷轧α-Cu(Zn)中形成α—Cu(Zn)和β-(CuZn)纳米相;低碳钢中形成纳米尺寸的奥氏体;TiC/Ni(Cr)金属陶瓷中形成纳米尺寸的定向TiC;LC6超硬铝中形成纳米尺寸的α—Al.粗晶纳米化转变的机制可归于电脉冲下多种因素的竞争,包括高速加热、热应力、削减的热力学势垒和较大的电子冲击力等.另外,电脉冲处理后的黄铜和金属陶瓷中分别形成了许多低能的位错组态、大量的层错和孪晶.这类缺陷结构演变与电脉冲输入的电能、热能和应力有关. 展开更多
关键词 电脉冲 纳米结构 位错 孪晶
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