高攀
,
刘熙
,
严成锋
,
忻隽
,
陈建军
,
孔海宽
,
郑燕青
,
施尔畏
人工晶体学报
SiC原料的纯度、粒径和晶型直接影响生长单晶的结晶质量和电学性质,尤其是高纯半绝缘本征SiC晶体的制备需要使用高纯SiC原料.本文采用超高温真空烧结炉,选择Si粉和C粉作为反应物,通过XRD、SEM、激光粒度测试仪和GDMS等测试手段研究了合成温度、压强、时间及原料配比等工艺条件对SiC颗粒成核、生长、晶型、粒径及堆积密度等综合性能的影响.结果表明,自合成的SiC原料一致性好、颗粒度均匀、纯度达到或超过5N.最后,使用自合成原料进行晶体生长,进一步证实其完全满足高质量半绝缘SiC晶体的制备.
关键词:
SiC晶体
,
原料
,
粒径
,
堆积密度
涂小牛
,
郑燕青
,
陈辉
,
孔海宽
,
忻隽
,
曾一明
,
施尔畏
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2010.01257
采用提拉法生长了高掺镁铌酸锂晶体, 并采用高温极化法使晶体单畴化. 为研究晶体的成分均匀性、光学均匀性及铁电畴均匀性, 采用光谱、激光干涉、电子探针、显微观察等表征手段测定与观察了晶体的紫外吸收边、OH吸收峰、折射率梯度Δn、晶体径向上的微观成分及晶体的铁电畴结构. 结果表明: 通过采用合适的生长组分和改进提拉法生长工艺获得了高质量的高掺镁铌酸锂晶体. 晶体的紫外吸收边位于308 nm附近, OH吸收峰位于高抗光损伤阈值特征峰2828 nm处, 光学均匀性达Δn< 5.11×10-5. 在1200℃下通过外加电场极化获得了高均匀性且完全单畴的铁电畴结构.
关键词:
高掺镁铌酸锂晶体
,
UV absorption edge
,
OH absorption peak
,
domain structure
,
optical homogeneity
刘熙
,
高攀
,
严成锋
,
孔海宽
,
忻隽
,
陈建军
,
施尔畏
人工晶体学报
本文利用有限元方法模拟不同升温程序对籽晶石墨化的影响,计算表明籽晶表面石墨化层厚度是由“倒温度差”区间的温度、持续时间和“倒温度差”绝对值综合决定.在升温程序初期可以采用较小功率阶梯加热,迅速升温节约时间；中期可以采用从现有功率线性加热至额定功率,这样使得籽晶原料“倒温度差”区间内温度值变小且减缓反应；同时还使“倒温度差”绝对值减小,抑制籽晶和原料间的输运.同时籽晶石墨化实验通过元素线扫描测量出石墨层厚度,也证实了理论计算的结果.
关键词:
碳化硅
,
生长速率
,
有限元
曾一明
,
郑燕青
,
忻隽
,
孔海宽
,
陈辉
,
涂小牛
,
施尔畏
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2011.00180
Si3N4是一种具有多种优越物化性能的多功能材料. 采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算对Si3N4的高低温相(β、α)进行了对比研究. 对于α相, 计算得晶格常数 a =0.7678nm、 c =0.5566nm, 弹性刚度系数 c 11 = 4.232×1011N/m2、 c 33 =4.615×1011N/m2,压电应变常量 d 33 =0.402pC/N;而对于β相, a =0.7536nm、 c =0.2874nm,弹性刚度系数 c 11 =4.241×1011N/m2、 c 33 =5.599×1011N/m2,压电应变常量则几乎为零. 分析表明Si3N4的α、β两相均为高硬高强材料, 这与其结构由四面体组成的网络架构有关. 而Si3N4高低温相的压电性能都很差, 特别是β相的压电系数几乎为零, 这与其结构的对称性有关, 高温相结构的对称性更高, 形变引起的离子位移响应抵消更多.
关键词:
Si3N4
,
piezoelectricity
,
first-principles
,
crystal structure
涂小牛
,
郑燕青
,
陈辉
,
孔海宽
,
忻隽
,
曾一明
,
施尔畏
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2010.01257
采用提拉法生长了高掺镁铌酸锂晶体,并采用高温极化法使晶体单畴化.为研究晶体的成分均匀性、光学均匀性及铁电畴均匀性,采用光谱、激光干涉、电子探针、显微观察等表征手段测定与观察了晶体的紫外吸收边、OH吸收峰、折射率梯度Δn、晶体径向上的微观成分及晶体的铁电畴结构.结果表明:通过采用合适的生长组分和改进提拉法生长工艺获得了高质量的高掺镁铌酸锂晶体.晶体的紫外吸收边位于308nm附近,OH吸收峰位于高抗光损伤阈值特征峰2828 nm处,光学均匀性达Δn<5011×10-5.在1200℃下通过外加电场极化获得了高均匀性且完全单畴的铁电畴结构.
关键词:
高掺镁铌酸锂晶体
,
紫外吸收边
,
OH吸收峰
,
畴结构
,
光学均匀性
曾一明
,
郑燕青
,
忻隽
,
孔海宽
,
陈辉
,
涂小牛
,
施尔畏
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2011.00180
Si3N4是一种具有多种优越物化性能的多功能材料.采用基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算对Si3N4的高低温相(β、α)进行了对比研究.对于d相,计算得晶格常数a=0.7678nm、c=0.5566nm,弹性刚度系数C11=4.232×1011N/m2、c33=4.615×1011N/m2,压电应变常量d33=0.402pC/N;而对于β相,a=0.7536nm、c=0.2874nm,弹性刚度系数c11=4.241×1011N/m2、C33=5.599×1011N/m2,压电应变常量则几乎为零.分析表明Si3N4的α、p两相均为高硬高强材料,这与其结构由四面体组成的网络架构有关.而Si3N4高低温相的压电性能都很差,特别是β相的压电系数几乎为零,这与其结构的对称性有关,高温相结构的对称性更高,形变引起的离子位移响应抵消更多.
关键词:
Si3N4
,
压电性能
,
第一性原理
,
晶体结构
王华杰
,
刘学超
,
孔海宽
,
忻隽
,
高攀
,
卓世异
,
施尔畏
无机材料学报
doi:10.15541/jim20160250
采用物理气相输运法(Physical Vapor Transport,PVT),在1700 ～ 1850℃生长温度下制备出AlN六方微晶柱;晶柱长度在1 cm左右,宽度在200 ～ 400μm,光学显微镜下观察为六棱柱形状并呈透明浅黄色光泽;扫描电子显微镜和原子力显微镜测试表明:AlN晶柱表面为整齐台阶状形貌,台阶宽度为2～4μm,高度在几个纳米;拉曼光谱测试AlN晶柱具有良好结晶质量.PVT法生长AlN六方微晶柱主要是在偏低温度下AlN晶体生长速率较慢,Al原子和N原子有足够时间迁移到能量较低位置结晶生长,进而沿着〈0001〉方向形成柱状结构.AlN六方微晶柱是对一维半导体材料领域的补充,通过对晶柱尺寸及杂质控制的进一步研究,有望在微型光电器件领域表现出应用价值.
关键词:
Ⅲ-Ⅴ族半导体
,
氮化铝(AlN)晶体
,
六方微米柱
,
物理气相输运(PVT)
郭啸
,
刘学超
,
忻隽
,
杨建华
,
施尓畏
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2012.00609
采用物理气相传输法(Physical Vapor Transport, PVT)沿[0001]方向生长了一个直径为2英寸的氮掺杂6H-SiC晶体. 采用拉曼面扫描方法对晶体中多型的分布进行了细致表征, 研究了SiC晶体生长过程中多型的产生和演化. 在6H-SiC晶体中观察到了15R-SiC和4H-SiC两种多型. 在拉曼面扫描得到的晶体多型分布图上观察到了两类次多型结构区域, 一类是继承其生长界面上对应的次多型结构形成的次多型结构区; 另一类是由温度、压力等生长条件波动导致在6H-SiC主多型中出现的15R-SiC多型结构区. 第一类次多型结构区中掺入的氮元素较多, 载流子浓度较高, 并且随着晶体生长不断扩大; 第二类次多型结构区对晶体结晶质量的影响较小, 且提高生长温度可以抑制15R-SiC多型结构.
关键词:
拉曼; 碳化硅; 多型; 面扫描
郭啸
,
刘学超
,
忻隽
,
杨建华
,
施尔畏
无机材料学报
doi:10.3724/SP.J.1077.2012.00609
采用物理气相传输法(Physical Vapor Transport,PVT)沿[0001]方向生长了一个直径为2英寸的氮掺杂6H-SiC晶体.采用拉曼面扫描方法对晶体中多型的分布进行了细致表征,研究了SiC晶体生长过程中多型的产生和演化.在6H-SiC晶体中观察到了15R-SiC和4H-SiC两种多型.在拉曼面扫描得到的晶体多型分布图上观察到了两类次多型结构区域,一类是继承其生长界面上对应的次多型结构形成的次多型结构区；另一类是由温度、压力等生长条件波动导致在6H-SiC主多型中出现的15R-SiC多型结构区.第一类次多型结构区中掺入的氮元素较多,载流子浓度较高,并且随着晶体生长不断扩大;第二类次多型结构区对晶体结晶质量的影响较小,且提高生长温度可以抑制15R-SiC多型结构.
关键词:
拉曼
,
碳化硅
,
多型
,
面扫描
