Zn(SCN)_2·2H_2O晶体结构和喇曼光谱的研究

本文报道了一种新的非线性光学晶体Zn(SCN)_2·2H_2O的结构和喇曼光谱。对结构和喇曼光谱的关系进行了讨论。     

低对称晶体YCa_4O(BO_3)_3电光系数的测量

用于涉法测量了低对称晶体YCa4O(BO3)3的全部电光系数,为了分离测量交叉电光系数γ51, γ53, γ42,和 γ62,采用了新的样品趋向,测量结果为:γ11=0.6, γ21=0.4, γ31=0.3, γ13=0.3, γ23=0.2, γ33=2.26, γ51=0.9, γ11=0.6, γ11=0.6, γ53=4.1, γ42=0.8, γ62=0.4×10-12m/V。     

真空紫外激发下(Y,Gd)Al3(BO3)4:Re(Re=Ce,Tb)的发光特性

采用高温固相反应合成了(Y,Gd)Al3(BO3)4中掺杂Ce^3 、Tb^3 的样品,并研究了其结构特性和真空紫外激发下的发光特性。在147nm真空紫外激发下(Y,Gd)Al3(BO3)4：Ce,Tb的发光过程中存在着Gd^3 →Ce^3 ,Tb^3 →Ce^3 的能量传递。     

Pr~(3+)离子及Na_5Pr(WO_4)_4晶体的光谱性质

本文报道了新型发光晶体Na_5Pr(WO_4)_4的生长及Pr~(3+)离子的光谱性质。测定了该晶体的结构以及吸收光谱、荧光光谱和激发光谱。研究表明,该晶体有可能成为继Na_5Nd(WO_4)_4晶体之后又一激光晶体新品种。     

Nd~(3+)∶NaY(WO_4)_2晶体的激光性能研究

本文报道一种新型的激光晶体Nd~（3+）∶NaY（WO_4）2．测定了它的结构、荧光光谱、吸收光谱。用φ3mm×25mm2的小型脉冲觎灯泵浦φ3mm×5．95mm2的激光棒，获得22．5mJ的激光能量输出，物化性能好，是一种有良好应用前景的激光晶体．     

Na_5Sm(WO_4)_4发光晶体的生长及光谱特性

本文报道了用助熔剂缓冷法生长新型发光晶体Na_6Sm(WO_4)_4,计算了它的晶格常数,测定了它的红外光谱、吸收光谱、荧光光谱和激发光谱,并确定了晶体中Sm~(3+)离子的能级.研究表明,该晶体是有前途的激光晶体.     

GdCa_4O(BO_3)_3晶体电弹常数的测量

首次测量了ＧｄＣａ_４Ｏ（ＢＯ_3）_3晶体的全部介电常数、压电应变常数和部分机电耦合系数。     

低温烧结Ba_3(VO_4)_2-xZnMoO_4微波介质陶瓷研究

采用固相反应法制备了Ba3(VO)4-xZnMoO4陶瓷,研究不同ZnMoO4含量对Ba3(VO)4微观结构及介电性能的影响。X线衍射(XRD)测试结果表明,二者兼容性良好,无第二相产生;具有低熔点及相反(负)频率温度系数的ZnMoO4能有效降低Ba3(VO)4的烧结温度,同时调节温度稳定性。当x=8%(质量分数)时,所制陶瓷烧结温度约850℃,相对介电常数εr≈13,品质因数Q×f≈26 400GHz,谐振频率温度系数τf≈+3μ℃-1。     

Zn_5(OH)_8Cl_2·H_2O微纳米片的超声合成与热解以及光致发光性能研究

运用超声化学法,以细化后的Zn、CCl_4和H_2O为原料合成了Zn_5(OH)_8Cl_2·H_2O微纳米片,将Zn_5(OH)_8Cl_2·H_2O微纳米片在500℃下高温裂解,收集并表征了所得固相产物的结构形貌和光致发光性能,同时重点分析了所得固相产物的形成过程和生长机理。结果表明:该制备方法反应迅速,合成的Zn_5(OH)_8Cl_2·H_2O纳米片径向尺寸分布在400 nm到3μm;所得到的固相产物为形貌不同的ZnO微纳米晶体,形成过程经历了高温裂解和置换反应;晶体生长符合VS生长机理。Si基底和Al_2O_3基底ZnO晶体在约515 nm处均出现了较宽绿峰,前者带边发光峰与深能级发光峰强度比相对较大,表明其缺陷较少结晶较好,该结果可指导Zn_5(OH)_8Cl_2·H_2O和多形貌ZnO微纳米晶体的可控制备与应用。     

(Ta2O5)0.92(TiO2)0.08介电陶瓷的激光烧结改性研究

采用CO2 激光对 (Ta2 O5) 0 .92 (TiO2 ) 0 .0 8陶瓷的烧结改性进行了系统研究 ,分析了改性微观机理。所制备的陶瓷试样比普通炉烧试样的介电常数值提高了约 3倍 ,平均值约为 4 5 0 ,同时具有良好的热稳定性。通过X射线衍射相结构分析 ,确定激光烧结陶瓷试样中存在H -TiTa18O47高温相 ,采用金相和扫描电镜的分析方法 ,首次获得了陶瓷试样的 3D显微结构信息 ,激光烧结试样具有与普通炉烧试样明显不同的显微结构特征。相结构及显微结构的差异应是激光烧结试样介电性能改善的主要原因。     

激光熔蚀反应淀积AlN薄膜残余应力及热稳定性的研究

激光熔蚀反应淀积于 Si(10 0 ) ,Si(111)基底上的 Al N薄膜是高质量高取向性的 Al N多晶膜 ,薄膜与基底的取向关系为 Al N(10 0 )∥ Si(10 0 ) ,Al N(110 )∥ Si(111)。薄膜具有较低的残余应力和较好的热稳定性。实验结果表明 ,当氮气压强和放电电压分别为 10 0× 133.33Pa和 6 50 V时 ,薄膜的残余应力低于 3GPa。此样品在纯氧环境 50 0℃时 ,经过 3h的退火 ,红外吸收谱检测未发现有Al2 O3 特征峰出现。对 Al N/Cu双层膜的研究表明所制备的 Al N薄膜在金属薄膜的防护上也有潜在的应用价值。     

通过双中温AlN插入层提高半极性(1122)面AlN薄膜的表面形貌和晶体质量

利用金属有机化学气相沉积方法在蓝宝石衬底上生长了一系列具有双中温AlN插入层(MTG-AlN)的半极性AlN薄膜样品。中温生长的AlN插入层具有较大的表面粗糙度,形成了类似纳米级图形化衬底结构,能够有效阻断高温生长的半极性AlN样品中堆垛层错的传播,从而提高半极性AlN样品的表面形貌和晶体质量。通过原子力显微镜和X射线衍射仪的表征,研究了MTG-AlN插入层厚度在20～100 nm之间的变化对半极性AlN样品的表面形貌和晶体质量的影响。结果表明,所有半极性AlN样品都具有■取向。当插入的MTG-AlN中间层厚度约为80 nm时,半极性AlN样品表面粗糙度显著降低,晶体质量明显改善。     

AlN陶瓷的飞秒激光表面加工及制孔应用

采用飞秒激光对AlN陶瓷进行表面加工实验,分析了激光能量密度和扫描速度对加工表面形貌和尺寸的影响,优选出兼顾加工质量与效率的工艺参数区间,即能量密度10～14 J/cm2,扫描速度20～30 mm/s.基于此,以螺旋扫描轨迹于AlN陶瓷上进行制孔应用,成功实现了无崩边及微裂纹等缺陷的圆孔、方孔及跑道孔加工.该研究验证了飞秒激光加工高质量多孔型的可行性,推动了硬脆材料激光制孔技术在半导体功率器件领域的应用.     

单取代磷酸酯在电解电容器中的应用

通过单取代磷酸酯 (简称 L HPR)与磷酸及其盐类在电解液中的作用效果之对比实验 ,研究了 L HPR对铝电解电容器性能的影响。结果表明 ,L HPR可以提高电解液的稳定性及耐压 ,降低电容器的漏电流。分析了L HPR在电解液中的作用机理 :(1)电子云密度大 ,容易吸附于氧化膜表面 ,非极性部分向外能阻止水分子靠近氧化膜 ;(2 )因其酸性弱 ,起缓蚀剂作用 ,从而对氧化膜产生修复和保护     

GaN薄膜表面形貌与AlN成核层生长参数的关系

采用金属有机物化学气相淀积技术生长了以AlN为成核层的GaN薄膜,研究了成核层生长时三甲基铝(TMAl)流量对最终GaN薄膜表面形貌的影响.研究结果表明,高质量GaN薄膜只能在高TMAl流量下获得,采用充足的TMAl源才能形成满足需要的AlN成核点,这是生长高质量GaN薄膜的一个先决条件.     

原子层沉积超薄氮化铝薄膜的椭圆偏振光谱法表征

采用原子层沉积(ALD)工艺在硅衬底上生长了35 nm以下不同厚度的超薄氮化铝(AlN)晶态薄膜。利用椭圆偏振光谱法在波长275~900 nm内测量并拟合薄膜的厚度及折射率和消光系数等光学参数。利用原子力显微镜(AFM)表征AlN晶粒尺寸随生长循环次数的变化,计算得到薄膜表面粗糙度并用于辅助椭偏模型拟合。针对ALD工艺特点建立合适的椭偏模型,可获得AlN超薄膜的生长速率为0.0535 nm/cycle,AlN超薄膜的折射率随着生长循环次数的增加而增大,并逐渐趋于稳定,薄膜厚度为6.88 nm时,其折射率为1.6535,薄膜厚度为33.01 nm时,其折射率为1.8731。该模型为超薄介质薄膜提供了稳定、可靠的椭圆偏振光谱法表征。     

Deposition Characteristics of AlN Thin Film Prepared by the Dual Ion Beam Sputtering System

In this experiment, a radio frequency dual ion beam sputtering (DIBS) system was used to prepare aluminum nitride (AlN) films with a bottom Al electrode on a Si (100) substrate. After systematic testing of the processing variables, a high-quality film with preferred c-axis orientation was grown successfully on the Si (100) substrate with an Al target under 700 eV energy flux, N₂/(N₂ + Ar) ratio of 55%, and 4 × 10⁻⁴ torr in vacuum. The characteristics of the deposited AlN thin films were studied by x-ray diffraction (XRD), scanning electron microscope (SEM), transmission electron microscope (TEM), secondary ion mass spectrometry (SIMS), and electronic spectroscopy for chemical analysis (ESCA). The surface roughness was also measured. It was found that AlN films prepared by DIBS at room temperature are better than those prepared at 300°C, and those prepared with an Al target are better than those prepared with an AlN target. The inferiority of AlN films prepared with AlN targets is due to the AlN bond being broken down by the ion beam source.     

Thermal oxidation of polycrystalline and single crystalline aluminum nitride wafers

Two types of aluminum nitride (AlN) samples were oxidized in flowing oxygen between 900°C and 1150°C for up to 6 h—highly (0001) textured polycrystalline AlN wafers and low defect density AlN single crystals. The N-face consistently oxidized at a faster rate than the Al-face. At 900°C and 1000°C after 6 h, the oxide was 15% thicker on the N-face than on the Al-face of polycrystalline AlN. At 1100°C and 1150°C, the oxide was only 5% thicker on the N-face, as the rate-limiting step changed from kinetically-controlled to diffusion-controlled with the oxide thickness. A linear parabolic model was established for the thermal oxidation of polycrystalline AlN on both the Al- and N-face. Transmission electron microscopy (TEM) confirmed the formation of a thicker crystalline oxide film on the N-face than on the Al-face, and established the crystallographic relationship between the oxide film and substrate. The oxidation of high-quality AlN single crystals resulted in a more uniform colored oxide layer compared to polycrystalline AlN. The aluminum oxide layer was crystalline with a rough AlN/oxide interface. The orientation relationship between AlN and Al₂O₃ was (0001) AlN//( ) Al₂O₃ and ( ) AlN//( ) Al₂O₃.     

反应淀积氮化铝薄膜及其性质的研究

实验使用脉冲激光熔蚀金属铝靶,使溅射的物质粒子和真空室中的氮气反应以淀积氮化铝（ＡｌＮ）薄膜,淀积时引入氮气直流放电以促使Ａｌ和Ｎ发生完全反应制备高质量符合化学计量比的ＡｌＮ薄膜。讨论了脉冲能量密度、基底温度、气体放电对所沉积薄膜组织结构的影响。实验结果表明,当ＤＥ＝１．０Ｊ·ｃｍ－２,ＰＮ２＝１３．３３３ｋＰａ,Ｔｓｕｂ＝２００℃,Ｖ＝６５０Ｖ,ｆ＝５Ｈｚ,ｄＳ－Ｔ＝４ｃｍ时,高质量的ＡｌＮ薄膜被成功地沉积于Ｓｉ（１００）基片上。分析表明薄膜是具有高取向性的ＡｌＮ（１００）多晶膜,薄膜的能带间隙约为６．２ｅＶ,其电阻率和击穿电场分别为２×１０１３Ω·ｃｍ和３×１０６Ｖ·ｃｍ－１。     

使用溅射AlN成核层实现大规模生产深紫外LED

高质量AlN薄膜对制造高性能深紫外器件非常重要,但是目前还很难使用大型工业MOCVD生长出高质量的AlN薄膜.采用磁控溅射制备了不同厚度的用作成核层的AlN薄膜,使用大型工业MOCVD直接在成核层上高温生长AlN外延层,研究了不同成核层对AlN外延层质量的影响.通过扫描电子显微镜和原子力显微镜对成核层AlN薄膜的表面形貌进行表征;使用高分辨X射线衍射仪对AlN外延层晶体质量进行表征,结果表明:在溅射成核层上生长的AlN外延层的晶体质量有显著提高.使用大型工业MOCVD在蓝宝石衬底上成功制备出中心波长为282 nm的可商用深紫外LED,在注入电流为20 mA时,单颗深紫外LED芯片的光输出功率达到了1.65 mW,对应的外量子效率为1.87%,饱和光输出功率达到4.31 mW.