化学气相沉积法在液态金属上制备2D MoP单晶

二维过渡金属磷化物(TMPs)有许多新奇的性质和应用.作为二维TMPs的一员,二维MoP有许多独特的物理化学性质.然而由于缺乏制备二维MoP的方法,目前还未成功制备二维MoP,因此限制了对二维MoP众多性质的探索.本文采用化学气相沉积法在液态金属镓(Ga)上制备了厚度为10 nm的二维MoP单晶.液态Ga具有原子级平整的表面,能作为制备二维材料的合适生长基底.在生长过程中, Mo源扩散到Ga表面与磷源反应,从而在Ga表面反应得到二维MoP单晶.此外,由于二维MoP具有本征的非中心对称结构,文中首次研究了二维MoP的二次谐波信号的产生.本文为其他二维TMPs的制备和性质探索提供了新思路.     

垂直Bridgman法生长CaF2单晶传热过程的数值分析

采用有限元法对大尺寸氟化钙单晶的生长过程进行了传热分析,准稳态模型简化模拟计算过程.研究了梯度区不同的温度梯度对界面形状和晶体生长速度的影响,讨论了辐射传热对晶体生长过程传热的影响.研究表明:晶体生长过程中界面凸度发生变化;晶体生长速率与坩埚下降速率不一致;25 K/cm为合适的梯度区温度梯度;晶体内部辐射传热对单晶生长传热过程有重要影响.计算结果表明,3个时期的固相等温线的曲率小于液相的.根据数值模拟结果进行了晶体生长实验,生长出的晶体完整,透明,无宏观缺陷.     

si和Ge的固相外延生长

一、前言在现代科学技术中,很多领域都需要应用薄膜材料,尤其是在半导体方面,显得更为突出。随着半导体器件的飞速发展,对制备单晶薄膜材料的要求愈来愈高。过去制备单晶薄膜材料常用气相外延和液相外延两种方法。这两种方法虽然能够适应一般的要求,但对某些要求很薄、很大、纯度极高和结构复杂的单晶薄膜场合,往往不能满足要求。因此,研究新工艺,制备满足上述要求的单晶薄膜材料,是一项十分紧迫的任务。也由于科学技术和仪器设备的进步,为研究新工艺、制备新材料提供了条件。于是近年来,与分子束外延生长研究的同时,又提出一种新颖的外延生长技术——固相外延生     

DD6单晶精铸薄壁试样定向凝固过程数值模拟

针对单晶高温合金精铸薄壁试样制备困难的问题,建立了薄壁板形试样的有限元模型,采用ProCAST数值模拟的方法模拟DD6单晶精铸薄壁板形试样的定向凝固过程,研究了几何形状和工艺参数对定向凝固过程中温度场、温度梯度场及糊状区的影响。结果表明:薄壁板形试样中间部位工作端的温度梯度在60~65℃/cm范围内,糊状区固相线较为平直,液相线的位置在近炉壁一侧较低,远炉壁一侧较高。几何形状对单晶高温合金试样定向凝固过程有重要影响,提高浇注温度或降低抽拉速率有助于薄壁板形试样固液界面前沿液相温度梯度增大、糊状区宽度减小。单晶高温合金精铸薄壁试样定向凝固过程数值模拟结果与实际浇注结果吻合,凝固过程数值模拟为单晶精铸薄壁试样的制备提供了技术支持。     

等离子体聚集装置下的高能量密度单晶金刚石快速生长研究

单晶金刚石是一种性能优异的晶体材料,在先进科学领域具有重要的应用价值。在微波等离子体化学气相沉积(Microwave plasma chemical vapor deposition, MPCVD)单晶金刚石生长中,如何提高晶体的生长速率一直是研究者们关注的重点问题之一,而采用高能量密度的等离子体是提高单晶金刚石生长速率的有效手段。在本研究中,首先通过磁流体动力学(Magnetohydrodynamic,MHD)模型仿真计算,优化设计了特殊的等离子体聚集装置;随后基于模拟结果进行生长实验,采用光谱分析和等离子体成像对等离子体性状进行了研究,制备了单晶金刚石生长样品;并通过光学显微镜、拉曼光谱对生长样品进行测试。模拟结果显示,聚集条件下的核心电场和电子密度是普通条件下的3倍;生长实验结果显示,在常规的微波功率(3500W)、生长气压(18kPa)下得到的高能量密度(793.7 W/cm3)的等离子体与模型计算结果吻合。高能量密度生长条件并不会对生长形貌产生较大影响,但加入一定量氮气能够显著改变生长形貌,并对晶体质量产生影响。采用这种方法,成功制备了高速率(97.5μm/h)单晶金刚石。不...     

镍基单晶高温合金对接平台内的微观组织及缺陷形成

目的 针对喷嘴导叶和双联导叶等对接结构单晶铸件内容易产生凝固缺陷的问题,研究定向凝固过程中对接平台内枝晶的生长行为、取向演化和凝固缺陷形成机制。方法 在不同抽拉速率下制备具有对接结构的镍基单晶高温合金铸件,采用实验与ProCAST有限元模拟相结合的方法,研究抽拉速率对镍基单晶高温合金对接平台内微观组织的影响,分析平台内凝固缺陷的形成机理。结果 当抽拉速率较低时,平台内枝晶生长规则,基本无凝固缺陷;随着抽拉速率的增大,平台内枝晶出现严重的侧向生长;当抽拉速率达到150 μm/s时,平台中间区域形成了碎断枝晶缺陷。结论 平台内枝晶生长与局部的温度场分布密切相关,而碎断枝晶的形成可能是由平台内部溶质富集引起的。     

化学气相沉积技术制备亚厘米尺寸单晶石墨烯的工艺研究

本实验以多晶铜为基底,研究了利用化学气相沉积(CVD)技术制备不同尺寸的单晶石墨烯的工艺。对比了铜基底预处理方法、气体流量、压强和生长时间对单晶石墨烯尺寸及表面形貌的影响,结果表明,Ar和O_2预处理可以降低石墨烯的成核密度,适当的CH_4浓度便于单晶石墨烯的生长,压强的大小影响单晶的形貌,生长时间决定了单晶的尺寸。通过对预处理气体及流量、生长压强和时间等参数的调节,获得了0. 01～6 mm单晶石墨烯的可靠制备工艺。在常压101. 325 k Pa、铜基底经Ar和O_2预处理、生长温度1 068℃、600 sccm H_2和25 sccm CH_4的气体条件下,制备出6 mm的单晶石墨烯。此外,本实验还对石墨烯制备过程中杂质颗粒的形成机理进行了研究,发现引入的杂质颗粒可能是基底Cu氧化后的结晶颗粒以及石英管在高温条件下硅的脱落。本研究所得不同尺寸单晶石墨烯的可靠制备方法为新型电子器件的发展提供了有力的支撑。     

ZnSe体单晶生长技术

简述了ZnSe体单晶熔体生长，气相生长、溶液生长和固相再结晶技术以及ZnSe的基本理化性质，分析并认为这些基本理化性质对Znse单晶生长过程控制存在不同程度的影响，理解这些性质并将其应用于ZnSe晶体生长过程工艺参数的控制，对获得高质量大尺寸ZnSe单晶十分重要，分析了不同方法的工艺与相应ZnSe单晶研究现状及发展趋势。     

CdS薄膜的SILAR法制备与表征

采用液相薄膜制备工艺-SILAR(连续离子层吸附反应)法,在室温下于玻璃衬底上制备了CdS薄膜.对薄膜的表面形貌,薄膜的生长速率以及热处理与薄膜的成相及其电阻率的关系进行了观察和分析.实验结果表明:薄膜表面较致密,生长速率为2nm/cycle,随循环次数的增加,沉积粒子的尺寸趋于增大.室温下沉积的CdS薄膜为非晶态,经热处理后薄膜的结晶度提高,电阻率显著下降.此外,文章结合实验对薄膜的生长机理进行了初步的讨论.     

Pb2MoO5单晶的坩埚下降法生长

本文报道了Pb2MoO5单晶的坩埚下降法生长工艺.按照精确的化学计量比进行配料,应用高温固相反应合成Pb2MoO5多晶料;在晶体生长过程中,控制炉体温度于1050～1070℃,调节固液界面温度梯度为30～40℃/cm,按照0.6～1.0 mm/h的下降速率,通过改进的坩埚下降法生长出透明完整的Pb2MoO5单晶;应用X射线衍射、差热分析、透射光谱等方法进行了单晶基本性质的表征.X射线衍射分析证实该晶体为单斜晶系,DTA/TG曲线表明该晶体在958℃一致熔融,高于此温度熔体组分出现严重挥发,该晶体在可见光波长范围具有良好的光学透过性,其吸收边位于370 nm波长附近.