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垂直布里奇曼法生长4英寸Fe掺杂(010)β-氧化镓及其性能表征
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作者 李明 叶浩函 +6 位作者 王琤 沈典宇 王芸霞 王嘉君 夏宁 张辉 杨德仁 《人工晶体学报》 北大核心 2026年第1期52-57,共6页
本文采用自主设计的垂直布里奇曼(VB)晶体生长系统,结合仿真迭代优化温场结构,成功实现了以微凸固液界面与适宜温度梯度生长大尺寸、高质量的Fe掺杂β相半绝缘氧化镓(β-Ga_(2)O_(3))单晶。经加工制备出高质量的4英寸(010)取向半绝缘衬... 本文采用自主设计的垂直布里奇曼(VB)晶体生长系统,结合仿真迭代优化温场结构,成功实现了以微凸固液界面与适宜温度梯度生长大尺寸、高质量的Fe掺杂β相半绝缘氧化镓(β-Ga_(2)O_(3))单晶。经加工制备出高质量的4英寸(010)取向半绝缘衬底。对该衬底的结晶质量、表面形貌及电学性能进行系统表征。测试结果表明,衬底无裂纹等宏观缺陷,X射线摇摆曲线半峰全宽(FWHM)均低于50′′,显示出优良的结晶质量。表面形貌分析显示,衬底最大表面粗糙度为0.074 nm,局部厚度偏差(LTV)小于3.4μm,总厚度偏差(TTV)为4.157μm,翘曲度(Warp)和弯曲度(Bow)分别为5.886和1.103μm,说明衬底加工质量良好。电学测试表明,衬底平均电阻率达7.9×10^(10)Ω·cm,面内不均匀性为7.77%,证明VB法在实现均匀掺杂方面表现优异,具备应用于微波射频(RF)器件的潜力。 展开更多
关键词 氧化镓 宽禁带半导体 晶体生长 垂直布里奇曼 单晶衬底 掺杂
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热屏结构对直径400 mm直拉单晶硅生长的影响
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作者 艾进才 杨平平 +1 位作者 赵紫薇 高忙忙 《人工晶体学报》 北大核心 2026年第1期68-76,共9页
单晶硅是制备半导体的关键材料之一,在降低成本的驱使下,大直径化和快速拉晶技术是直拉法制备单晶硅的发展趋势之一。本文提出了一种双热屏结构,分析了双热屏结构对单晶硅生长过程中的温度场和气体流场、固液界面、单晶硅生长速度、热... 单晶硅是制备半导体的关键材料之一,在降低成本的驱使下,大直径化和快速拉晶技术是直拉法制备单晶硅的发展趋势之一。本文提出了一种双热屏结构,分析了双热屏结构对单晶硅生长过程中的温度场和气体流场、固液界面、单晶硅生长速度、热应力的影响。结果表明,双热屏结构可以对固液界面附近氩气进行导流,消除热屏外侧的氩气涡流,增加晶体的散热,从而提高晶体的生长速率,最大生长速率提高了19.2%;同时,双热屏结构还可以改善固液界面波动,相较于单热屏结构,最大热应力降低了4.266 MPa。因此,双热屏结构具有较好的应用前景。 展开更多
关键词 直拉单晶硅 热屏结构 生长速度 固液界面 热应力 点缺陷
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基于小样本数据的晶体合成工艺智能推荐研究
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作者 朱冬 杨小渝 +5 位作者 唐述杰 朱锋锋 孔潇 郭艳峰 李兵 秦志鹏 《数据与计算发展前沿(中英文)》 2026年第1期219-231,共13页
【背景】晶体合成是制备新材料的关键环节,但工艺条件复杂多变,实验数据稀缺,工艺确定困难。【问题】如何基于有限的“结构-工艺”数据实现晶体合成工艺的智能生成与可行性评估,是当前亟待解决的问题。【方法】本文基于晶体结构理解增... 【背景】晶体合成是制备新材料的关键环节,但工艺条件复杂多变,实验数据稀缺,工艺确定困难。【问题】如何基于有限的“结构-工艺”数据实现晶体合成工艺的智能生成与可行性评估,是当前亟待解决的问题。【方法】本文基于晶体结构理解增强模型CrysBert,构建了适用于小样本的结构-工艺可行性判别模型;基于晶体结构生成模型CrysGPT,构建了晶体合成工艺生成模型;通过CrysBert和CrysGPT的协同,实现晶体工艺的自动生成与筛选。【结果】基于162条小样本数据训练,工艺判别模型准确率达到0.90,明显优于传统方法;工艺生成模型推荐的候选工艺,经判别模型评价,可行工艺比例达到60.7%,与领域专家推荐工艺的成功率(62.3%)接近。【结论】本研究验证了通过CrysBert和CrysGPT的协同,可为晶体合成工艺的智能设计提供新途径。 展开更多
关键词 CrysBert CrysGPT 工艺智能推荐 小样本数据 晶体工艺设计
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KTb_(3)F_(10)单晶生长及光谱性能研究
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作者 刘国晋 黄昌保 +5 位作者 余学舟 祁华贝 胡倩倩 倪友保 王振友 吴海信 《无机材料学报》 北大核心 2026年第3期370-376,共7页
KTb_(3)F_(10)(KTF)晶体具有Tb^(3+)离子浓度高、热光系数小、声子能量低等优点,在绿光和黄光波段展现出高效激光输出潜力。然而,其非一致熔融特性、原料易潮解、高温下组分易挥发以及氟化物腐蚀性等问题,成为制约高品质KTF晶体生长的... KTb_(3)F_(10)(KTF)晶体具有Tb^(3+)离子浓度高、热光系数小、声子能量低等优点,在绿光和黄光波段展现出高效激光输出潜力。然而,其非一致熔融特性、原料易潮解、高温下组分易挥发以及氟化物腐蚀性等问题,成为制约高品质KTF晶体生长的关键障碍。本研究致力于探索一种有效的方法,克服上述难题,以生长出高品质KTF晶体并系统表征其光学性能。采用优化的垂直布里奇曼法,并结合激光真空密封铂坩埚技术,有效隔绝了原料与水氧杂质的接触,同时,密封的生长环境极大地抑制了晶体生长过程中的组分偏离现象。通过该创新工艺,成功生长出尺寸为ϕ16 mm×30 mm的KTF毛坯晶体。KTF晶体(111)晶面的X射线摇摆曲线半高宽为0.08°,显示出较高的晶体完整性。热分析表明KTF晶体在高温下存在明显的挥发行为。光谱测试显示,KTF晶体在400~1600 nm波段的平均透过率>90%,1064 nm处吸收系数<0.007 cm^(-1),具有较低的光学损耗。Tb^(3+)离子^(5)D_(4)能级的荧光寿命为4.82~4.99 ms,较氧化物基质长3~5倍,这归因于低声子氟化物基质对非辐射弛豫的抑制。本研究成功建立了一种可行的KTF晶体生长方法,为KTF晶体及同类型三元氟化物的可控生长提供了一种新的技术路径,为KTF晶体在黄绿光波段的高效输出应用提供了有益参考。 展开更多
关键词 KTb_(3)F_(10) 垂直布里奇曼法 光谱性能 荧光寿命
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碳化硅单晶制备方法及缺陷控制研究进展
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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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氧化锌纳米材料制备方法研究进展
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作者 程振宇 孟浩楠 +2 位作者 朱亚楠 李国超 逄增媛 《化工新型材料》 北大核心 2026年第1期219-222,227,共5页
氧化锌作为一种制备简单、无毒环保的半导体金属氧化物,广泛应用于传感器、光催化等领域。简要介绍了氧化锌的微观结构、性能特点及应用情况,综述了氧化锌纳米材料的制备方法,并总结了各种制备方法的优缺点。
关键词 氧化锌 半导体 制备方法 多维度
原文传递
CO_(2)气氛下高择优取向(110)光学级金刚石膜的制备
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作者 杨鏊 刘宇晨 +4 位作者 郭之健 陈良贤 刘金龙 魏俊俊 李成明 《材料工程》 北大核心 2026年第2期285-293,共9页
传统微波等离子体化学气相沉积(microwave plasma chemical vapor deposition,MPCVD)方法制备的金刚石膜常面临生长速率低、晶粒取向杂乱及非金刚石相缺陷等问题,限制了其光学性能的进一步提升。本研究将CO_(2)作为辅助气体,采用MPCVD... 传统微波等离子体化学气相沉积(microwave plasma chemical vapor deposition,MPCVD)方法制备的金刚石膜常面临生长速率低、晶粒取向杂乱及非金刚石相缺陷等问题,限制了其光学性能的进一步提升。本研究将CO_(2)作为辅助气体,采用MPCVD方法沉积了高质量金刚石薄膜,并通入不同流量的CO_(2)进行沉积,利用光学发射光谱(optical emission spectroscopy,OES)仪测量不同CO_(2)流量下等离子体的光学发射特征。通过XRD、Raman、SEM对金刚石膜结晶质量、晶粒取向、表面形貌和生长速率进行表征。结果表明:加入一定量的CO_(2)(流量比CO_(2)/CH_(4)=2/6)有利于获得高(110)择优取向(I220/I111=18.19)金刚石薄膜,过高的CO_(2)/CH_(4)流量比会增强含氧基团的刻蚀作用,降低晶粒的择优程度;适量CO_(2)的加入对于金刚石结晶质量有较大提升,金刚石特征峰半峰全宽从12.68 cm^(-1)降低至8.26 cm^(-1);适量添加CO_(2)对金刚石生长有一定的促进作用。本研究在优化的流量比CO_(2)/CH_(4)=2/6的条件下,获得了生长速率4μm/h的高(110)取向(I220/I111=18.19)金刚石薄膜。金刚石自支撑膜经过抛光后在10.6μm波段的透过率达到71%,在长波红外波段其透过率接近理论值,可满足长波红外光学窗口和极紫外光刻机窗口的需求。 展开更多
关键词 金刚石 微波等离子体化学气相沉积 (110)取向择优 CO_(2)辅助
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卤化物钙钛矿半导体单晶及核辐射探测器研究进展 被引量:1
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作者 马文君 张国栋 +3 位作者 孙雪 刘宏杰 刘嘉欣 陶绪堂 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第7期1091-1099,共9页
卤化物钙钛矿晶体具有平均原子序数高、载流子迁移率寿命积(μτ)大、易大面积制备、材料体系丰富等优点,已成为一类极具应用前景的新型核辐射探测材料。本文综述了国内外钙钛矿半导体单晶的生长方法及辐射探测器的研究进展。大尺寸高... 卤化物钙钛矿晶体具有平均原子序数高、载流子迁移率寿命积(μτ)大、易大面积制备、材料体系丰富等优点,已成为一类极具应用前景的新型核辐射探测材料。本文综述了国内外钙钛矿半导体单晶的生长方法及辐射探测器的研究进展。大尺寸高质量单晶的可控生长是制备高性能探测器的关键,通过革新晶体生长技术,结合阴阳离子协同掺杂、添加剂辅助工程策略可以显著提升晶体的尺寸和电学性能;钙钛矿半导体单晶在光子计数X射线成像和γ射线能谱分辨中展现出钙钛矿薄膜无法比拟的优势,然而,在进一步提升晶体的本征质量、抑制离子迁移引发的器件稳定性问题,以及优化晶体与像素芯片键合工艺等环节仍面临诸多挑战。未来研究亟需深化晶体结构与性能关系的探索,优化生长工艺参数,创新探测器构型,从而推动卤化物钙钛矿晶体在核辐射探测领域的产业化进程。 展开更多
关键词 卤化物钙钛矿 半导体单晶 X射线探测 γ射线探测 晶体生长 核辐射探测器
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微下拉法Er∶CNGG晶体的生长及光谱性能研究 被引量:1
9
作者 陈子航 王晓丹 +3 位作者 刘坚 刘鹏 徐晓东 徐军 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第6期935-941,共7页
采用微下拉法生长出掺杂浓度(原子数分数)为0.3%、2.0%、3.0%和5.0%的Er∶CNGG晶体。X射线衍射(XRD)测试表明Er∶CNGG晶体属于立方晶系。测试了Er∶CNGG晶体的吸收光谱、荧光光谱和荧光衰减曲线。5.0%Er∶CNGG晶体在968 nm处的吸收系数... 采用微下拉法生长出掺杂浓度(原子数分数)为0.3%、2.0%、3.0%和5.0%的Er∶CNGG晶体。X射线衍射(XRD)测试表明Er∶CNGG晶体属于立方晶系。测试了Er∶CNGG晶体的吸收光谱、荧光光谱和荧光衰减曲线。5.0%Er∶CNGG晶体在968 nm处的吸收系数为1.70 cm^(-1),半峰全宽(FWHM)为17.5 nm,可有效匹配商用激光二极管泵浦源。5.0%Er∶CNGG晶体最强发射峰位于2709 nm,对应的FWHM为17.3 nm。计算得到0.3%、2.0%、3.0%和5.0%的Er∶CNGG晶体^(4)I_(13/2)能级寿命分别为5.97、6.30、6.46和5.73 ms。研究结果表明高浓度Er∶CNGG晶体是一种有潜力的2.7μm波段激光增益介质。 展开更多
关键词 Er∶CNGG 微下拉法 晶体生长 光谱性能 2.7μm 激光增益介质
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导模法生长6英寸氧化镓单晶的结晶界面变形度评估与控制研究 被引量:1
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作者 王君岚 李早阳 +2 位作者 杨垚 祁冲冲 刘立军 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第3期396-406,共11页
氧化镓单晶(β-Ga_(2)O_(3))具有禁带宽度大、击穿场强高等优异性能,在高功率、深紫外等器件领域具有重要应用价值。导模法是生长大尺寸高品质氧化镓单晶的重要方法,然而导模炉内部加热与保温结构的周向对称性及模具与晶体的周向不对称... 氧化镓单晶(β-Ga_(2)O_(3))具有禁带宽度大、击穿场强高等优异性能,在高功率、深紫外等器件领域具有重要应用价值。导模法是生长大尺寸高品质氧化镓单晶的重要方法,然而导模炉内部加热与保温结构的周向对称性及模具与晶体的周向不对称性,容易导致晶体在宽度和厚度方向传热不均匀,从而引起结晶界面严重变形,影响晶体的稳定生长。本文综合考虑了导模炉内部包含氧化镓单晶各向异性热传导和热辐射吸收耦合作用在内的各种传热流动现象,开展了非轴对称结晶界面形状的动网格追踪,建立了导模法生长氧化镓单晶的三维全局传热数值模型,对比研究了2英寸与6英寸(1英寸=2.54 cm)氧化镓单晶生长过程的热量传递及结晶界面变形规律,评估了不同尺寸晶体生长的界面变形度,设计了减小6英寸晶体生长界面变形度的盖板结构。研究结果表明,6英寸氧化镓单晶生长在晶体宽度和厚度方向上表现出更加显著的传热不均匀,使大尺寸晶体生长时结晶界面变形度更大,晶体生长稳定性更差;盖板结构对晶体在宽度和厚度方向上的传热和界面变形度影响显著,厚盖板周向包裹晶体的结构能够为6英寸氧化镓单晶稳定生长创造适宜的条件。本文研究工作对于导模法稳定生长大尺寸高品质氧化镓单晶具有重要指导意义。 展开更多
关键词 导模法 氧化镓单晶 各向异性导热 热辐射吸收 结晶界面变形度 热量传递
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3~4英寸Fe掺高阻β-Ga_(2)O_(3)单晶的制备及其性能研究 被引量:1
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作者 霍晓青 张胜男 +3 位作者 周金杰 王英民 程红娟 孙启升 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第3期407-413,I0003,共8页
超宽禁带半导体β-Ga_(2)O_(3)单晶以优异的耐高压性能和低成本的潜力,引起了研究者的广泛关注。本文采用导模法生长出了3~4英寸(1英寸=2.54 cm)Fe掺β-Ga_(2)O_(3)单晶,长度最大可达270 mm,一块晶坯可以获得多块大尺寸氧化镓单晶,有效... 超宽禁带半导体β-Ga_(2)O_(3)单晶以优异的耐高压性能和低成本的潜力,引起了研究者的广泛关注。本文采用导模法生长出了3~4英寸(1英寸=2.54 cm)Fe掺β-Ga_(2)O_(3)单晶,长度最大可达270 mm,一块晶坯可以获得多块大尺寸氧化镓单晶,有效降低了晶体生长成本。对生长晶体的电学、光学和高分辨X射线衍射半峰全宽等性能参数进行了测试分析,数据表明晶片电学、光学和XRD半峰全宽一致性佳,晶体质量优异。对系列Fe掺杂β-Ga_(2)O_(3)单晶进行了性能研究,分析了Fe元素对β-Ga_(2)O_(3)单晶质量、带隙、晶格振动的影响。研究发现,不同Fe掺杂β-Ga_(2)O_(3)单晶的结晶质量佳,Fe元素可使β-Ga_(2)O_(3)单晶的带隙变宽,同时Fe掺杂使β-Ga_(2)O_(3)单晶产生了轻微的拉伸应力。本文研究为衬底外延和器件验证提供数据支撑。 展开更多
关键词 β-Ga_(2)O_(3)单晶 电阻率 透过率 RAMAN光谱 XRD半峰全宽
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垂直布里奇曼法生长氧化镓单晶及其性能表征 被引量:1
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作者 黄东阳 黄浩天 +3 位作者 潘明艳 徐子骞 贾宁 齐红基 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第2期190-196,共7页
本文采用自主设计的垂直布里奇曼(VB)炉,通过动态模拟与实验深度耦合迭代优化的方法,建立了生长炉模型,通过优化生长炉的温场得到最佳温场,并根据模拟最佳温场对实际温场进行优化改造,成功生长出直径3英寸(1英寸=2.54 cm)的氧化镓(β-Ga... 本文采用自主设计的垂直布里奇曼(VB)炉,通过动态模拟与实验深度耦合迭代优化的方法,建立了生长炉模型,通过优化生长炉的温场得到最佳温场,并根据模拟最佳温场对实际温场进行优化改造,成功生长出直径3英寸(1英寸=2.54 cm)的氧化镓(β-Ga_(2)O_(3))单晶。进一步加工得到最大尺寸为直径2.5英寸的(100)面β-Ga_(2)O_(3)晶圆,并对β-Ga_(2)O_(3)晶体的结晶质量和光学性能进行了表征测试。测试结果表明,β-Ga_(2)O_(3)晶体具有较高结晶质量,其紫外截止边为257.5 nm,对应光学带隙为4.78 eV,晶体的劳埃衍射斑点清晰、对称,摇摆曲线半峰全宽(FWHM)最小为39.6″。 展开更多
关键词 β-Ga_(2)O_(3) 垂直布里奇曼法 晶体生长 高结晶质量 宽禁带半导体
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移动加热器法生长的CZT晶体内部点缺陷精细调控研究
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作者 喻超 张博 +6 位作者 王琦琦 王希 胡于南 梁小燕 张继军 闵嘉华 王林军 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第6期960-969,共10页
生长态的CdZnTe(CZT)晶体中存在大量的本征点缺陷及其相关的复合缺陷,如何获取这些点缺陷信息及其影响至关重要。本文设计CZT晶体高温Cd气氛退火,通过退火时间控制原子扩散程度,进而调控样品点缺陷分布。对于移动加热器法(THM)生长的富... 生长态的CdZnTe(CZT)晶体中存在大量的本征点缺陷及其相关的复合缺陷,如何获取这些点缺陷信息及其影响至关重要。本文设计CZT晶体高温Cd气氛退火,通过退火时间控制原子扩散程度,进而调控样品点缺陷分布。对于移动加热器法(THM)生长的富碲态CZT,本文运用光生电流瞬态谱(PICTS)、低温光致发光(PL)、I-V测试和α粒子诱导瞬态电荷漂移测试研究了其点缺陷分布与电阻率、载流子迁移率和电荷收集效率等光电特性的关系。点缺陷测试结果表明,生长态样品中TeCd缺陷占主导地位,其浓度为4.47×10^(13) cm^(-3),捕获截面为9.34×10^(-16) cm^(2)。经过24 h的Cd退火后,样品内部的缺陷类型发生变化,Cdi缺陷逐渐成为主导,其浓度达到4.49×10^(13) cm^(-3),捕获截面降至5.82×10^(-19) cm^(2)。电学性能结果表明载流子迁移率、电荷收集效率与CZT点缺陷总浓度有关,内部电场由捕获截面最大的TeCd决定。Cd退火6 h的样品具有高的收集效率、高迁移率(697 cm^(2)·V^(-1)·s^(-1))和均匀的内部电场分布,但是电阻率较低。Cd原子在扩散过程中优先占据VCd和TeCd的位置,A中心和TeCd浓度呈指数型减少是导致电阻率下降的主要原因。 展开更多
关键词 碲锌镉 点缺陷 环境退火 移动加热器法 光电特性 电阻率
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钛宝石激光晶体——超强超短激光装置的基石
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作者 李宇翔 邓国梁 +8 位作者 何明珠 蔡双 李琳 徐民 房倩楠 李善明 陈光珠 赵呈春 杭寅 《中国激光》 北大核心 2025年第23期306-316,共11页
超强超短激光凭借极高的功率密度与极窄的脉冲宽度,已成为前沿科学研究的重要工具。钛宝石(Ti∶Al_(2)O_(3))晶体兼具宽带吸收与发射特性、高饱和通量及优良热稳定性,是啁啾脉冲放大(CPA)技术的关键增益介质。综述了钛宝石晶体的结构特... 超强超短激光凭借极高的功率密度与极窄的脉冲宽度,已成为前沿科学研究的重要工具。钛宝石(Ti∶Al_(2)O_(3))晶体兼具宽带吸收与发射特性、高饱和通量及优良热稳定性,是啁啾脉冲放大(CPA)技术的关键增益介质。综述了钛宝石晶体的结构特性、光谱性能及其在超强超短激光装置中的应用,对比了泡生法、提拉法与热交换法等主流生长工艺,明确了热交换法在制备大尺寸高质量晶体中的显著优势。研究指出,红外残余吸收主要源于Ti^(3+)-Ti^(3+)、Ti^(3+)-Ti^(4+)离子对及复合缺陷,紫外可见区弱吸收则与氧空位色心、间隙Ti3+中心等缺陷相关,二者均会削弱晶体光学品质与激光效率。因此,揭示这些缺陷的形成机理,对于优化晶体生长工艺、提升激光装置性能具有重要意义。 展开更多
关键词 超强超短激光 钛宝石晶体 固态激光材料 光谱性能 晶体生长
原文传递
Yb^(3+)∶Ca_(3)Li_(0.275)Nb_(1.775)Ga_(2.95)O_(12)晶体的生长、光谱特性及飞秒激光性能研究
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作者 李谞泓 朱昭捷 +2 位作者 黄一枝 涂朝阳 王燕 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第10期1836-1843,共8页
采用提拉法成功生长了一系列不同掺杂浓度的Yb^(3+)∶Ca_(3)Li_(0.275)Nb_(1.775)Ga_(2.95)O_(12)(Yb^(3+)∶CLNGG)激光晶体,并对其结构、光谱和激光性能进行了系统研究。X射线衍射结果表明,晶体衍射峰与标准卡特征峰一致,未发现杂相生... 采用提拉法成功生长了一系列不同掺杂浓度的Yb^(3+)∶Ca_(3)Li_(0.275)Nb_(1.775)Ga_(2.95)O_(12)(Yb^(3+)∶CLNGG)激光晶体,并对其结构、光谱和激光性能进行了系统研究。X射线衍射结果表明,晶体衍射峰与标准卡特征峰一致,未发现杂相生成。吸收光谱和发射光谱分析显示,Yb^(3+)∶CLNGG晶体在近红外区具有宽吸收带和发射带,10%Yb^(3+)∶CLNGG吸收半峰全宽可达37 nm,发射带宽达40 nm,5%Yb^(3+)∶CLNGG发射截面最大可达1.398×10^(-20) cm^(2),荧光寿命随掺杂浓度升高而增长,10%Yb^(3+)∶CLNGG晶体在室温下寿命超过1 ms。低温发射光谱中观察到多个Stark分裂峰,反映出Yb^(3+)所处晶体场的非等效多中心环境,表明其发光行为具有明显的协同特征。在Kerr锁模条件下,10%Yb^(3+)∶CLNGG晶体实现了中心波长为1058 nm、脉宽为67 fs、带宽为17.7 nm、平均功率35 mW、峰值功率约6.87 kW的稳定飞秒激光输出,展现出良好的锁模稳定性和宽带增益特性。综合光谱与激光实验结果表明,Yb^(3+)∶CLNGG晶体在超快激光和宽带调谐激光器领域具有显著应用潜力。 展开更多
关键词 Yb^(3+)∶CLNGG晶体 提拉法 光谱性能 飞秒激光 激光增益介质
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高质量钙钛矿单晶生长及其X射线探测性能表征
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作者 徐庄婕 巴延双 +4 位作者 习鹤 白福慧 陈大正 朱卫东 张春福 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第7期1229-1237,共9页
金属卤化物钙钛矿(MHPs)单晶因具有优异光电性能在辐射探测领域拥有广泛的应用前景,其生长过程中晶体内部及表面缺陷的抑制有望进一步提高半导体辐射探测器的性能。本文通过使用两亲性表面活性剂硫代甜菜碱10作为添加剂,采用逆温结晶法(... 金属卤化物钙钛矿(MHPs)单晶因具有优异光电性能在辐射探测领域拥有广泛的应用前景,其生长过程中晶体内部及表面缺陷的抑制有望进一步提高半导体辐射探测器的性能。本文通过使用两亲性表面活性剂硫代甜菜碱10作为添加剂,采用逆温结晶法(ITC)制备高质量MAPbBr_(3)单晶。对添加剂优化晶体生长机理进行了深入研究,结果表明磺添加剂分子在结晶控制和表面缺陷钝化的协同效应显著抑制了缺陷的形成,生长出的MAPbBr3单晶摇摆曲线的半峰全宽(FWHM)从0.071°降低到0.046°,长链烷基基团使晶体表面表现出优异的疏水性能,其表面接触角从84.04°增加到96.25°,表明了表面疏水性的显著提高。制备出了具有镍/金-镍/金环形对称电极结构的器件,其电阻率从2.08×10^(7)Ω·cm提高至2.82×10~8Ω·cm,载流子迁移率寿命积为1.81×10^(-2)cm^(2)·V^(-1)。此外,器件灵敏度可达1 450μC·Gyair^(-1)·cm^(-2),并能在1 000 s的测试期间保持良好的运行稳定性。 展开更多
关键词 钙钛矿单晶 添加剂 X射线探测 缺陷钝化 晶体生长 逆温结晶法
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锡基钙钛矿晶体与器件的研究进展
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作者 张淑艺 刘庚灵 +8 位作者 王浩 鲁跃 姜显园 李文焯 刘聪 吕英波 武中臣 刘董 陈耀 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第7期1189-1207,共19页
随着全球对环境友好型光电材料需求的不断增长,锡基卤化物钙钛矿因环境友好及优异的光电性能,逐渐成为替代传统铅基钙钛矿的重要候选材料。尽管锡基钙钛矿在光吸收、载流子输运等方面展现出显著优势,但Sn^(2+)极易氧化,加上快速结晶过... 随着全球对环境友好型光电材料需求的不断增长,锡基卤化物钙钛矿因环境友好及优异的光电性能,逐渐成为替代传统铅基钙钛矿的重要候选材料。尽管锡基钙钛矿在光吸收、载流子输运等方面展现出显著优势,但Sn^(2+)极易氧化,加上快速结晶过程中容易形成晶格缺陷,使材料稳定性和器件性能受到较大影响。近年来,国内外研究者围绕锡基钙钛矿的晶体生长、缺陷调控及界面工程开展了大量系统性研究,提出了逆温结晶、降温结晶及高温熔融等多种合成技术,并借助多尺度表征手段,深入解析材料的微观结构、缺陷分布和界面特性。实验结果表明,通过合理优化生长参数和制备环境,可显著提高晶体质量、降低缺陷密度、改善载流子传输效率,从而推动锡基单晶在光电探测器、高灵敏度探测器、太阳能电池和场效应晶体管等器件中的应用。未来研究需聚焦单晶生长动力学、抗氧化策略及界面能级匹配的优化,以解决稳定性与可重复性问题,推动锡基钙钛矿的规模化应用。 展开更多
关键词 锡钙钛矿 光电特性 单晶生长方法 锡钙钛矿太阳能电池 锡钙钛矿探测器 锡钙钛矿场效应管
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大尺寸Cs_(2)LiYCl_(6)∶Ce晶体的制备与性能研究
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作者 赵美丽 孙涛峰 +4 位作者 高璠 宫红影 臧晓微 桂强 张春生 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第4期553-559,共7页
本文采用垂直坩埚下降法,生长出一系列直径3英寸(1英寸=2.54 cm)的掺铈氯铯锂钇(Cs_(2)LiYCl_(6):Ce,简称CLYC:Ce)晶体,LiCl摩尔配比为55%~60%。对晶体毛坯的顶端不透明部分进行X射线衍射测试,结果表明,富Li的组分配比能有效抑制Cs_(3)Y... 本文采用垂直坩埚下降法,生长出一系列直径3英寸(1英寸=2.54 cm)的掺铈氯铯锂钇(Cs_(2)LiYCl_(6):Ce,简称CLYC:Ce)晶体,LiCl摩尔配比为55%~60%。对晶体毛坯的顶端不透明部分进行X射线衍射测试,结果表明,富Li的组分配比能有效抑制Cs_(3)YCl_(6)相生成。LiCl摩尔配比为57%时得到的晶体中CLYC相的体占比最大,等径完整长度达80 mm。测试了该组分下获得的Ф76 mm×76 mm CLYC:Ce封装晶体的闪烁性能,其对^(137)Cs 662 keVγ射线的能量分辨率达到4.88%,^(241)Am-Be中子源的脉冲波形甄别(PSD)品质因子(FOM)值为4.18,表现出优异的中子-伽马甄别性能。 展开更多
关键词 Cs_(2)LiYCl_(6):Ce晶体 坩埚下降法 能量分辨率 脉冲波形甄别 品质因子
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