中子辐照SiC晶格肿胀及退火回复机理研究

为研究辐照缺陷产生及其热稳定性,对SiC晶体实施了不同通量中子辐照.利用高分辨X射线衍射和单晶X射线衍射研究了中子辐照6 H-SiC晶体的肿胀效应以及退火对肿胀的回复作用.研究结果表明,SiC晶体经中子辐照后产生的主要缺陷是点缺陷,中子辐照通量越大,SiC晶体肿胀效应越显著.在2.85×1024 n/m2辐照通量下,SiC晶体未出现非晶化.高温退火可使肿胀的SiC晶格回复,1450℃退火275 min晶胞参数回复至辐照前水平.退火过程晶胞体积回复符合一级反应方程,利用等温退火方法计算分析迁移能分布.实验发现不同缺陷迁移能分别对应不同退火温度阶段:0.16 eV对应200～500℃退火;0.24 eV对应600～1100℃退火;1.15 eV对应1200～1400℃退火.200～500℃温度区间主要是C的Frenkel缺陷复合;600～1100℃温度区间主要是Si的Frenkel缺陷复合;更高温度区间1200～1400℃则对应C、Si间隙原子复合.实验结论对全面掌握晶体测温技术、提高测温精度具有一定的指导意义.     

中子辐照对6H-SiC晶体比热容的影响

用剂量为8.2×1018/cm2的中子对6H-SiC晶体进行了辐照.采用X射线衍射仪、差示扫描量热仪测试6H-SiC晶体中辐照损伤.结果表明:中子辐照对6H-SiC样品产生了严重损伤,且辐照后的6H-SiC的比热容明显上升.对辐照样品进行了常温至1 200℃的退火处理,退火后的辐照样品的比热容先随退火温度的升高而逐渐降低,1 000℃时比热容到达最低值;当退火温度超过1 000℃时晶体的比热容反而上升.运用从头算方法定性计算了晶体中间隙原子对比热容的影响.结果表明:晶体经中子辐照及退火后,其比热容发生变化的主要原因在于晶体中间隙原子的浓度的变化.辐照后的样品在超过1 000℃退火时比热容的反常回升现象,极有可能与辐照前对晶体所作的在1 000℃的预退火处理有关.     

照明器配光曲线的测量

对于照明器来说．较重要的是配光曲线的测量．根据灯具的配光曲线可以看出光斑的质量．计算灯具的效率．计算灯具实际使用时任意点的照度值和照度分布情况等。在照明工程设计时使用计算机软件计算照度分布．需要首先输入灯具的配光曲线。可以毫不夸张地说，灯具的配光曲线是灯具的生命线。近年来，我们对部分工厂生产的多种照明器的配光曲线开展了一些测试工作．通过实验为设计和生产提供了较可靠数据，取得了较好的效果。     

Crystal habit for upconversion laser crystal of BaY2F8

BaY2F8 crystals had a relatively low symmetry, and its XRD data showed that those strong diffractions occurred in a narrow angle range, so it was difficult to orientate the single crystals of BaY2F8. In this paper, based on the structure characteristics and XRD data, the crystal habit of BaY2F8 was analyzed. The strong bond in crystal structure of BaY2F8 was Y-F2-Y, which stretched to the shape of chain along the direction of [001]. And this was an advantaged direction for the crystal growth. The steady shapes of BaY2F8 were composed of rhombic prism {130} and {021}. The crystal showed an axial habit in the direction of [001]. The analysis of the crystal slice obtained by temperature gradient technique verified the above conclusion. The BaY2F8 crystal was grown by compulsive methods such as Czochralski method.     

Spectral Properties of Tm^（3＋）-Doped BaY2F8 Crystals Grown by Temperature Gradient Method

采用温度梯度法成功生长出BaY2F8晶体和Tm3＋：BaY2F8晶体。测试了Tm3＋：BaY2F8晶体的室温吸收光谱和室温、低温荧光光谱;根据Judd–Ofelt理论,拟合出晶体场强度参数i（i=2,4,6）为：2=0.364 1×10–20cm2,4=5.750 9×10–20cm2,6=2.533 9×10–20cm2。计算并分析了Tm3＋：BaY2F8晶体各激发能级的自发辐射跃迁几率、荧光分支比、荧光寿命和积分发射截面积等光谱参量,从计算的结果可以看出3F4→3H6跃迁有较大的荧光寿命、积分发射截面,易于实现人眼安全波段的激光震荡。结合室温和低温的荧光发射谱,定性阐述了随着温度的降低,荧光发射峰的强度增强,并且主要发射峰的半峰宽变窄。     

紫外光激发Ce3+掺YVO4蓝光发射性能研究

利用提拉法生长了YVO₄和掺2.0at% CeO₂(或Ce₂(CO₃)₃)的YVO₄: Ce³⁺晶体。样品的XRD测试表明Ce³⁺代替Y³⁺进入晶格, Ce³⁺的加入并没有影响YVO₄的晶格结构。XPS测试显示YVO₄: Ce³⁺晶体中Ce离子3d分裂为882.0、885.8、902.9、908.0和915.9 eV等5个峰, 峰位表明样品中铈离子是以Ce³⁺和Ce⁴⁺两种价态形式存在。YVO₄和YVO₄: Ce³⁺激发谱都呈现出260~360 nm宽带激发, 此激发带源于基质中VO₄^3-离子团的配体O到V的电荷迁移吸收。使用325 nm的紫外线激发时, 两种样品均可发出以440 nm 为中心的宽带蓝光,其中YVO₄发射峰应归属于VO₄^3-离子团中³T₂→¹A₁和³T₁→¹A₁跃迁; 而YVO₄: Ce³⁺的蓝光发射则来源于Ce³⁺的5d→4f 的跃迁。分析可知YVO₄: Ce³⁺中VO₄^3-的π轨道和Ce³⁺的电子波函数能有效地重叠, 使得VO₄^3-和Ce³⁺可通过交换作用有效地向Ce³⁺传递能量, 可大幅提高Ce³⁺的蓝光发射强度。实验结果显示YVO₄: Ce³⁺可作为UV-LED管芯激发的白光发光二极管用高亮度蓝色发光材料。     

6H-SiC中子辐照肿胀高温回复及光学特性研究

高能粒子轰击不可避免地会造成SiC材料内部缺陷的产生、积累,晶格紊乱等,导致其物理性能的显著变化,继而影响基于SiC材料的半导体器件使用寿命。因此,有必要对SiC在不同的辐射环境下的损伤行为进行系统研究。本工作对6H-SiC中子辐照肿胀高温回复及光学特性开展研究,辐照剂量范围5.74×10¹⁸～1.27×10²¹ n/cm²,退火温度在500～1650℃。利用X射线单晶衍射技术分析测试样品的晶体结构及晶胞参数,结果表明:SiC仍为六方结构,晶体未发生非晶化,晶格肿胀及高温回复行为具有各向同性特征,表明辐照缺陷以点缺陷为主。本征缺陷及辐照缺陷均可引入缺陷能级,空位型缺陷是缺陷能级引入的主要因素。缺陷能级导致SiC吸收带边红移,带隙宽度降低,光吸收增强。利用吸收光谱、光致发光谱和拉曼光谱,并结合第一性原理计算对缺陷能级分布开展研究,结果表明硅空位在价带顶上方引入了新的缺陷能级,而碳空位则是在导带底下方引入了新的缺陷能级。未辐照晶体在1382和1685 nm红外波段光吸收以及550 nm光发射主要源于本征碳空位及其相关缺陷构型...     

Er^3＋掺杂量对Er^3＋：BaY2F8晶体上转换发光性能的影响

利用温度梯度法生长了Er3＋：BaY2F8晶体。测量了样品的吸收谱、上转换荧光发射谱和上转换发光强度与激光泵浦功率的对数关系;分析了Er3＋的上转换可见发光机制和Er3＋掺量对Er3＋：BaY2F8晶体发光强度的影响。结果表明,在相同泵浦功率的980 nm光激发下的Er3＋：BaY2F8晶体的上转换发射谱中,552 n...     

温度梯度法生长BaY2F8晶体

应用温度梯度法生长了BaY2F8单晶.实验表明:温度梯度、降温速率、坩埚形状和尺寸是影响BaY2F8晶体生长的重要因素.温度梯度为6 ℃/mm,降温速率小于6 ℃/h,用相对较小的坩埚圆锥角度,可以获得质量较好的BaY2F8单晶体.X射线定向分析表明:温度梯度法生长的BaY2F8晶体的生长轴平行于[001]方向.结合晶体结构图分析,可认为晶体的[001]方向为结构的强键延展方向,是晶体生长的优势方向.     

中子辐照Al2O3的缺陷及退火恢复研究

用剂量为5.74×1018 cm-2的中子对Al2O3晶体进行了辐照,利用吸收光谱等手段观测了中子辐照引起的损伤及其恢复.中子辐照产生了大量的阴离子单空位(F和F+)、阴离子双空位(F2)及其它更高阶的缺陷.通过等时退火,发现低阶的阴离子单空位缺陷在较低温度下即可恢复,而高阶的缺陷则会在退火过程中得到加强,新的吸收峰(更高阶的缺陷)也会在退火过程中出现,在1000℃退火温度下,所有缺陷全部恢复.