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溅射压强对W掺杂ZnO薄膜结构及光学性能的影响

郭胜利 , 胡跃辉 , 胡克艳 , 陈义川 , 范建彬 , 徐承章 , 童帆

人工晶体学报

在不同溅射压强下,通过射频(RF)磁控溅射在石英玻璃衬底上沉积得到W掺杂ZnO薄膜(WZO).对样品的结晶性能,表面形貌和光学性能进行测试分析,结果表明:在适当溅射压强下,薄膜具有良好的结晶性和光学性能.随着溅射压强的增加,薄膜的结晶性先变好后变差,晶粒尺寸先增大后减小,在1.0 Pa时薄膜的结晶性最好,且晶粒尺寸最大,约为32 nm;所有WZO薄膜样品的平均透光率超过80%;光致发光主要由本征发光和缺陷引起的蓝光发光组成,在1.0Pa时薄膜还有明显的Zn;缺陷,在1.2Pa时薄膜有明显的Oi缺陷.

关键词: 溅射压强 , ZnO薄膜 , W掺杂 , 光致发光

泡生法生长掺碳钛宝石激光晶体的研究

胡克艳 , 徐军 , 汪传勇 , 李红军 , 邹宇琦 , 杨秋红

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2012.12164

钛宝石激光晶体在现代高功率激光领域具有重要的应用价值, 但大尺寸、高品质的晶体生长仍是当前钛宝石应用面临的重大难题. 本文研究了泡生法技术生长大尺寸掺碳钛宝石激光晶体, 结果显示, 泡生法生长得到的直径180 mm、30 kg的钛宝石没有出现应力集中的开裂等宏观缺陷现象, 钛离子在晶体中分布均匀接近理论值, 晶体的FOM值达到200. 该研究对低红外残余吸收, 高品质因素、大尺寸钛宝石激光晶体的生长应用具有重要的现实意义.

关键词: 泡生法; 掺碳; 钛宝石激光晶体

原位生长莫来石增强钙长石复合材料的制备

包启富 , 董伟霞 , 顾幸勇 , 胡克艳 , 周秀华

硅酸盐通报

采用一步固相烧结法,以高岭土和氢氧化铝原位制备了莫来石晶相增强钙长石复合材料,利用XRD和SEM对材料的显微结构进行了分析.实验结果表明:原位生长莫来石/钙长石的配比组成对材料的显微结构有着极为重要的影响.当钙长石:莫来石=70:30时,该复合材料在1400~1420℃下烧成时,抗折强度高达107 ~ 123.9 MPa.该复合材料比纯的钙长石陶瓷材料的抗折强度提高了1.5 ~2倍.

关键词: 原位生长 , 莫来石 , 增强 , 钙长石

厚度对Mg-Sn共掺ZnO薄膜结构和光电性能的影响

刘细妹 , 胡跃辉 , 陈义川 , 胡克艳 , 徐斌 , 张志明

人工晶体学报

采用溶胶凝胶(Sol-Gel)旋涂法在抛光石英衬底上制备不同厚度Mg-Sn共掺的ZnO薄膜.用XRD、SEM、UV-Vis、PL、FT-IR光谱仪和四探针等对薄膜的微观结构、表面形貌、室温光致发光及光电特性进行表征.薄膜结构分析显示样品均沿c轴高度择优取向,呈六角纤锌矿晶体结构,随着膜厚的增加,薄膜结晶度明显提高,薄膜晶粒尺寸逐渐增大.由SEM照片观察到,厚度的增加明显促进了薄膜表面颗粒生长的均匀性与致密性.由光致发光谱表明:厚度增加,薄膜的本征发光峰增强且均出现较强的紫外发光峰和蓝光发光峰.FT-IR结果显示780 nm厚的薄膜在高波数区域红外吸收明显比320 nm和560 nm弱.薄膜电阻率随厚度增加由1.4×10-2 Ω·cm减小至2.6×10-3Ω·cm,且薄膜透过率均保持在90%左右.

关键词: 溶胶凝胶法 , Mg-Sn共掺ZnO , 厚度 , 电阻率 , 透过率

导模法蓝宝石单晶的位错缺陷及其力学性能的研究

胡克艳 , 唐慧丽 , 王静雅 , 钱小波 , 徐军 , 杨秋红

人工晶体学报

采用导模法生长了a向,尺寸为60 mm ×5 mm ×300 mm的蓝宝石单晶片,采用化学腐蚀-金相显微镜法观测了其(0001)晶面的位错特征,并且采用INSTRON-1195万能试验机测试了抛光样品的弯曲强度.结果显示:当晶体中位错缺陷分布均匀时,在外部弯曲应力下,蓝宝石晶体发生特定晶面的高强解理断裂,位错密度的升高对蓝宝石弯曲强度没有明显损害作用.然而当晶体中出现位错密排结构时,蓝宝石单晶常温弯曲强度迅速下降.

关键词: 导模法 , 蓝宝石 , 位错缺陷 , 弯曲强度

泡生法生长掺碳钛宝石激光晶体的研究

胡克艳 , 徐军 , 汪传勇 , 李红军 , 邹宇琦 , 杨秋红

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2012.12164

钛宝石激光晶体在现代高功率激光领域具有重要的应用价值,但大尺寸、高品质的晶体生长仍是当前钛宝石应用面临的重大难题.本文研究了泡生法技术生长大尺寸掺碳钛宝石激光晶体,结果显示,泡生法生长得到的直径180 mm、30 kg的钛宝石没有出现应力集中的开裂等宏观缺陷现象,钛离子在晶体中分布均匀接近理论值,晶体的FOM值达到200.该研究对低红外残余吸收,高品质因素、大尺寸钛宝石激光晶体的生长应用具有重要的现实意义.

关键词: 泡生法 , 掺碳 , 钛宝石激光晶体

缓冲层对溶胶凝胶制备ZnO∶ Sn薄膜性能的影响

范建彬 , 胡跃辉 , 陈义川 , 胡克艳

人工晶体学报

采用溶胶凝胶旋涂法,在石英衬底上引入缓冲层制备ZnO∶Sn薄膜.利用四探针电阻率测试仪、X射线衍射仪(XRD)、光致发光(PL)谱仪、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)等测试手段对薄膜的微观结构和光电性能进行表征.结果表明:所制样品均呈现六角纤锌矿晶体结构并沿C轴择优生长,薄膜的结晶质量和光电性能达到改善,适当厚度的缓冲层可以有效缓解薄膜和衬底间的晶格失配.随着缓冲层厚度的增加,薄膜的电导率以及在可见光范围的透过率先增大后减小.制备两层缓冲层薄膜性能最优,电阻率达到9.5×10-3 Ω·cm,可见光波段的平均透过率为91%.

关键词: 溶胶凝胶 , Sn掺杂ZnO薄膜 , 缓冲层 , 光电性能

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