热交换法中氦气循环利用的装置和方法研究

可用于LED衬底的材料主要有硅、碳化硅、蓝宝石、氮化镓等。由于硅单晶和氮化镓晶格匹配太差无法商业化应用;碳化硅单晶成本价格较高,目前市价约是蓝宝石晶体的5倍以上;氮化镓单晶制备更困难,虽然同质外延质量最好,但价格是蓝宝石晶体的数百倍。综上所述,预计未来30年内,蓝宝石单晶还是LED衬底材料的理想选择。目前,蓝宝石的生长方法主要有提拉法（Cz）、导模法（EFG）、泡生法（Ky）、热交换法（HEM）等。本文介绍了各种蓝宝石长晶方法,并对其优缺点进行了分析。通过分析热交换法在生长大尺寸无缺陷晶体具有明显优势,结合热交换法原理开发了氦气管道,为降低热交换法生长蓝宝石成本提供了一种可行装置和方法。     

蓝宝石单晶的生长技术及应用研究进展

蓝宝石单晶因其优良的综合性能而成为最重要的中红外光学材料之一,在军民两用中都具有广泛的应用前景.简述蓝宝石单晶的主要性能;综述蓝宝石单晶的几种重要生长方法及其最新研究成果,并分析了各制备方法的优缺点;介绍了蓝宝石单晶的应用领域及其一些最新成果;最后指出蓝宝石单晶今后的研究重点:(1)改进现有制备工艺及完善近尺寸成型技术...     

导模法生长晶体研究进展

导模法是一种极具应用潜力的晶体生长方法,具有生长速度快,加工成本低的优点,广泛用于生长各种形状的晶体.对导模法的原理、特点和发展历史进行了简单介绍.着重论述了导模法在生长有形蓝宝石和硅晶体中的发展和应用,对目前导模法生长晶体过程中存在的问题做了简单的介绍.     

手机面板用蓝宝石玻璃性质与制备

蓝宝石具有硬度高、耐磨性、化学稳定性和耐热性好等特点,手机制造企业将蓝宝石用于代替玻璃作手机面板的覆盖材料。本文阐述了蓝宝石的结构、性质和大尺寸蓝宝石的制造方法,指出热交換法可以制备Φ380 mm的蓝宝石,冷心放肩微量提拉法(SAPMAC)也是一种有特色的制备方法。最后提出由蓝宝石和玻璃组成叠层材料,上层用耐磨的蓝宝石,下层为玻璃,可以节约成本,这将是手机面板发展的方向。     

绝缘衬底上化学气相沉积法生长石墨烯材料

利用化学气相沉积法,在Si衬底、蓝宝石衬底和SiC衬底上生长石墨烯材料,研究石墨烯的表面形貌、缺陷、晶体质量和电学特性。原子力显微镜、光学显微镜和拉曼光谱测试表明,Si₃N₄覆盖层可以有效抑制3C-SiC缓冲层的形成;低温生长有利于保持材料表面的平整度,高温生长有利于提高材料的晶体质量。5.08 cm蓝宝石衬底上石墨烯材料,室温下非接触Hall测试迁移超过1000 cm²·V^-1·s^-1,方块电阻不均匀性为2.6%。相对于Si衬底和蓝宝石衬底,SiC衬底上生长石墨烯材料的表面形态学更好,缺陷更低,晶体质量和电学特性更好,迁移率最高为4900 cm²·V^-1·s^-1。     

导模法生长蓝宝石晶体的退火工艺

采用导模法生长了片状蓝宝石单晶。由于石墨发热体的高温挥发,使晶体尾部产生黑色絮状包裹体,晶体内部生成色心。为了消除片状蓝宝石晶体内的包裹体和色心,在不同气氛下对生长的晶体样品进行了退火处理。退火实验表明,含有包裹体的尾部样品在1500℃空气中退火20h并以50℃／h的速率降温,可消除晶体内的碳包裹体,晶体变为无色、透明。在氢气中1600℃退火37h后,F色心引起的205mm的吸收峰和Fe^3＋所引起的200～230的吸收峰均被消除。表明高温氢气中退火是消除导模法生长蓝宝石晶体内部F色心和Fe^3＋吸收的最佳退火方法。     

冲击压缩载荷下蓝宝石的动态力学性能试验方法（上）

文章对目前氧化铝陶瓷动态力学性能的研究现状进行了相关的介绍,同时采用霍普金森压杆技术对单晶α氧化铝（蓝宝石）的动态力学性能进行了简单的试验,得到其应力-应变曲线,蓝宝石是一种硬脆材料,受到冲击压缩载荷的作用,会有一定的塑性;进而对试验数据进行相关处理,得到蓝宝石的弹性模量以及高应变率下蓝宝石的抗压强度和失效应变。     

冲击压缩载荷下蓝宝石的动态力学性能试验方法（下）

文章对目前氧化铝陶瓷动态力学性能的研究现状进行了相关的介绍,同时采用霍普金森压杆技术对单晶α氧化铝（蓝宝石）的动态力学性能进行了简单的试验,得到其应力-应变曲线,蓝宝石是一种硬脆材料,受到冲击压缩载荷的作用,会有一定的塑性;进而对试验数据进行相关处理,得到蓝宝石的弹性模量以及高应变率下蓝宝石的抗压强度和失效应变。     

绝缘衬底上化学气相沉积法生长石墨烯材料

利用化学气相沉积法,在Si衬底、蓝宝石衬底和SiC衬底上生长石墨烯材料,研究石墨烯的表面形貌、缺陷、晶体质量和电学特性。原子力显微镜、光学显微镜和拉曼光谱测试表明,Si_3N_4覆盖层可以有效抑制3CSiC缓冲层的形成;低温生长有利于保持材料表面的平整度,高温生长有利于提高材料的晶体质量。5.08cm蓝宝石衬底上石墨烯材料,室温下非接触Hall测试迁移超过1000cm2·V~(-1)·s~(-1),方块电阻不均匀性为2.6%。相对于Si衬底和蓝宝石衬底,SiC衬底上生长石墨烯材料的表面形态学更好,缺陷更低,晶体质量和电学特性更好,迁移率最高为4900cm2·V~(-1)·s~(-1)。     

导模法和温度梯度法生长r面蓝宝石

r面(0112)蓝宝石晶体可用作制备非极性GaN薄膜的衬底.采用温度梯度法(temperature gradient technique,TGT)和导模法(edge-defined film-fedcrystal growth,EFG)生长了质量良好的r面蓝宝石晶体.利用双晶衍射、光学显微镜、光谱仪观察和分析了晶体的结构和缺陷.结果表明:TGT法生长的r蓝宝石晶体的双晶摇摆曲线对称性好,半高宽值仅为18rad·s.位错密度为4×103cm-2,透过率达83%,晶体质量好.与TGT法相比,EFG法生长的r面蓝宝石晶体的结构完整性较差.位错密度为5×105cm-2,透过率仅为75%.但是EFG法具有晶体生长速度快,后期加工成本低的优点.