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脉冲激光沉积方法生长硅基ZnO薄膜的特性

何建廷 , 庄惠照 , 薛成山 , 田德恒 , 吴玉新 , 刘亦安 , 胡丽君 , 薛守斌

功能材料

用脉冲激光沉积法(PLD)在n型硅(111)平面上生长ZnO薄膜.X射线衍射(XRD)在2θ=34°处出现了唯一的衍射峰,半高宽为0.75°;傅里叶红外吸收(FTIR)在414.92cm-1附近出现了对应Zn-O键的红外光谱的特征吸收峰;光致发光(PL)测量发现了位于370和460nm处的室温光致发光峰;扫描电子显微镜(SEM)和选区电子衍射(SAED)显示了薄膜的表面形貌以及晶格结构.利用PLD法制备了具有c轴取向高度一致的六方纤锌矿结构ZnO薄膜.

关键词: PLD , ZnO , 薄膜 , 六方纤锌矿结构

溶胶-凝胶法制备GaN颗粒

刘亦安 , 薛成山 , 庄惠照 , 张晓凯 , 田德恒 , 吴玉新 , 孙莉莉 , 艾玉杰 , 王福学

稀有金属材料与工程

以醇酸镓Ga(OC2H5)3作前驱体,利用溶胶-凝胶法和高温氨化法相结合,成功的合成了GaN粉末.用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、选择区电子衍射(SAED)、光致发光谱(PL)对粉末的结构、形貌和发光特性进行了表征.结果表明:在950℃时,可以得到纯度较高的GaN粉末且采用该工艺合成的GaN粉末粒度较均匀,生成的GaN多晶絮状颗粒为六方纤锌矿结构,室温下光致发光谱的测试结果发现了较强的402 nm处的近带边发光峰和460 nm处的蓝色发光峰.

关键词: 溶胶-凝胶法 , 氨化 , GaN晶粒

溶胶-凝胶法制备GaN颗粒

刘亦安 , 薛成山 , 庄惠照 , 张晓凯 , 田德恒 , 吴玉新 , 孙莉莉 , 艾玉杰 , 王福学

稀有金属材料与工程

以醇酸镓Ga(OC2H5)3作前驱体,利用溶胶-凝胶法和高温氨化法相结合,成功的合成了GaN粉末.用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、选择区电子衍射(SAED)、光致发光谱(PL)对粉末的结构、形貌和发光特性进行了表征.结果表明:在950℃时,可以得到纯度较高的GaN粉末且采用该工艺合成的GaN粉末粒度较均匀,生成的GaN多晶絮状颗粒为六方纤锌矿结构,室温下光致发光谱的测试结果发现了较强的402 nm处的近带边发光峰和460 nm处的蓝色发光峰.

关键词: 溶胶-凝胶法 , 氨化 , GaN晶粒

氨化磁控溅射Ga2O3/BN薄膜制备GaN纳米棒

吴玉新 , 薛成山 , 庄惠照 , 田德恒 , 刘亦安 , 孙莉莉 , 王福学 , 艾玉杰

稀有金属材料与工程

利用射频磁控溅射技术在Si(111)衬底上制备Ga2O3/BN薄膜,在氨气中退火合成了大量的一维GaN纳米棒.用X射线衍射(XRD)、选区电子衍射(SAED)、傅立叶红外透射谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和光致发光谱(PL)对样品的晶体结构、元素成分、形貌特征和光学特性进行了分析.结果表明:GaN纳米棒为六方纤锌矿结构的单晶相,其直径在150 nm~400 nm左右,长度可达几十微米.室温下光致发光谱的测试发现了较强的372nm处的强紫外发光峰和420nm处的蓝色发光峰.

关键词: 磁控溅射 , 氨化 , 氮化镓纳米棒 , 光致发光

氨化磁控溅射Ga2O3/BN薄膜制备GaN纳米棒

吴玉新 , 薛成山 , 庄惠照 , 田德恒 , 刘亦安 , 孙莉莉 , 王福学 , 艾玉杰

稀有金属材料与工程

利用射频磁控溅射技术在Si(111)衬底上制备Ga2O3/BN薄膜,在氨气中退火合成了大量的一维GaN纳米棒.用X射线衍射(XRD)、选区电子衍射(SAED)、傅立叶红外透射谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和光致发光谱(PL)对样品的晶体结构、元素成分、形貌特征和光学特性进行了分析.结果表明:GaN纳米棒为六方纤锌矿结构的单晶相,其直径在150 nm~400 nm左右,长度可达几十微米.室温下光致发光谱的测试发现了较强的372nm处的强紫外发光峰和420nm处的蓝色发光峰.

关键词: 磁控溅射 , 氨化 , 氮化镓纳米棒 , 光致发光

以磁控溅射+自组装反应方式制备GaN薄膜

薛成山 , 董志华 , 庄惠照 , 王书运 , 高海永 , 田德恒 , 吴玉新

稀有金属材料与工程

为了用简单的方法得到GaN薄膜,以射频磁控溅射方法将Ga2O3薄膜沉积到Si(111)衬底上的SiC中间层上,通过其同NH3的自组装反应形成了GaN薄膜.同样,利用磁控溅射方法把SiC层沉积到Si衬底.其目的是为了缓冲由GaN外延层和Si衬底的晶格失配造成的应力.为了比较中间层的作用,对按照两种方案(使用中间层和不使用中间层)实验样品进行了测试和比较.实验结果证实了SiC中间层提高了GaN薄膜的质量.

关键词: 射频磁控溅射 , 自组装 , 中间层 , SiC

电泳沉积法制备GaN薄膜的结构和组分分析

吴玉新 , 薛成山 , 庄惠照 , 田德恒 , 刘亦安 , 何建廷

功能材料

采用电泳沉积法在Si(111)衬底上制备出了GaN薄膜.用X射线衍射(XRD)、傅立叶红外吸收(FTIR)谱、X射线光电子能谱(XPS)和扫描电镜(SEM)对样品的结构、组分和形貌进行了分析.结果显示所得样品为六方纤锌矿结构的GaN多晶薄膜.

关键词: 氮化镓薄膜 , Si衬底 , 电泳沉积 , 六方纤锌矿结构

PIV对射流煤粉火焰流场特性的分析

王振南 , 张扬 , 吴玉新 , 许开龙 , 张海

工程热物理学报

为研究湍流煤粉射流进入高温环境后的流动及混合特性,采用PIV测量平流射流煤粉燃烧器中心射流区域的流场特性.通过对不同示踪粒子特性的分析,选定SiC表征气相流场,选定煤粉表征煤粉射流流场.实验结果表明:煤粉具有较好的散射特性,因而采用PIV可获得合理的煤粉颗粒流场;相同射流速度下,冷态射流比热态有更强的湍流脉动特征,主要原因是热态条件下气流黏度增加2~3倍,显著降低射流Re.

关键词: 湍流射流 , Hencken Burner , PIV , 示踪粒子

反扩散火焰温度场特性的实验研究

仇晓龙 , 张海 , 吴玉新 , 于海洋 , 吕俊复

工程热物理学报

本文设计搭建石英管反扩散层流燃烧实验系统,研究了不同雷诺数和燃料组分条件下反扩散火焰的温度场特性。实验表明,反扩散火焰中心某一高度存在燃料和中心空气快速混合区域,体现出一定的预混燃烧特性。随中心射流雷诺数增大,火焰底部冷核区增大,高温区位置沿轴线上移,但火焰最高温度点的水平高度先升高后降低。不同燃料组分下,反扩散火焰的整体温度有所变化,但火焰温度的分布特性基本相似。

关键词: 分级气化 , 反扩散火焰 , 温度场 , 雷诺数

采用一维湍流模型对瞬态煤粉气化火焰的数值模拟

吴玉新 , 仇晓龙 , 张大龙 , 张建胜 , 张海 , 吕俊复

工程热物理学报

煤的气化火焰中,湍流脉动与煤颗粒气化过程间存在着强烈的相互作用。为了在全尺度范围内直接模拟这种相互作用,本文采用一维湍流模型(ODT)与煤的气化过程相耦合,在Kolmogorov尺度下对煤气化火焰区域进行数值模拟,得到了二维平面煤气化火焰的瞬态结构。模拟结果表明,大尺度涡团能够显著改变火焰的结构,并诱发局部小尺度涡团的产生。颗粒粒径决定湍流-气化过程作用的尺度范围,粒径较小的煤颗粒容易受到气体温度和速度脉动的影响,从而改变其运动轨迹和气化反应进程。

关键词: 煤气化 , 一维湍流模型 , 全尺度湍流脉动 , 数值模拟

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