关于InSb单晶材料的研究

在77K时的电子迁移率利用分凝作用是提高InSb纯度的关键办法。将经区熔提纯的晶绽中段切下来,在液氮温度下测量霍尔系数或零磁场下的电阻率,算出载流子浓度或迁移率,检定纯度。由于中段为n型晶体,所以,剩余杂质可以看作施主杂质。提拉单晶就集中在该部位生长。其时虽可望得到正常凝固条件下的分凝效果。但由于在操作过程中污染了可以看作受主杂质的杂质,其效果有限。换句话说,     

GGG:(Nd,Cr)单晶的生长与激光性能的研究

报道了掺钕、铬钆镓石榴石单晶生长及激光性能的研究工作。由于钕在结晶过程中的分凝系数小于1,而铬的分凝系数大于1,采用改进的提拉法生长晶体使掺杂尽量保持均匀。     

Nd:YAG晶体激光器特性和Nd浓度关系

1.前言目前Nd:YAG单晶是一种非常有用的激光工作物质。Nd:YAG激光器在室温下无论是连续波和脉冲方式工作都能发射1.064和1.32微米波长激光。然而,如果不同激光器设计重要性连系起来看,钕离子浓度和激光器特性关系不可能充分说明白晶体生长困难的原因。本文研究Nd离子分凝系数和1.064微米连续激光器特性与引上法生长的Nd:YAG晶体中Nd离子浓度关系。 2.初步设想 2.1 引上法生长晶体中杂质分凝系数根据下述正常凝固方程计算引上法生长     

掺锗直拉硅体单晶的生长

为了控制锗在硅中的分凝和分布的均匀性 ,抑制熔体中因重力场引起的无规律热对流和质量对流 ,文中设计制造了一种新型的环型永磁场直拉炉 ( PMCZ法 ) ,生长了掺锗量 0 .1～ 5 .0 % ( Ge∶Si重量比 )、 65 mm和 5 2 mm的硅锗体单晶 ,拉速一般控制在 0 .2～ 0 .5 mm/分。当磁场强度较高时 ,熔体中由于重力场引起的热对流和质量对流在一定程度上被抑制 ,类似于空间微重力环境生长晶体的条件 ,晶体中锗和氧杂质分布均匀性的问题得到了较好地控制。文中利用扫描电子显微镜 ( SEM)能谱分析和二次离子质谱 ( SIMS)等方法观测了PMCZ法生长的掺锗 Si单晶中锗的分布状况。发现用 PMCZ法生长的锗硅晶体比常规 CZ法生长的晶体杂质均匀性要好些。同时发现 ,由于晶体生长速率很低 ,使得掺锗硅中产生了大量的过饱和氧的微沉淀。这些微沉淀经过 1 2 5 0°C热处理后会溶解消失。在晶体尾部 ,由于锗在硅中的分凝系数小于 1 ,使得锗在熔体中高度富集 ,产生了“组份过冷现象”,出现了枝状结晶生长。     

杂质分凝对FZ-Si单晶电阻率均匀性影响的研究

对区熔Si单晶样品的轴向、径向以及生长界面的电阻率进行了测试,分析了影响电阻率均匀性的主要因素.结果表明,通常认为的影响电阻率均匀性的因素,并不是决定性因素.本文从FZ单晶在生长过程中,杂质在轴向和侧向分凝的角度进行分析,认为由于晶体原子的侧向生长,产生的杂质侧向分凝,是电阻率分布不均匀的主要原因.大量生产实验表明,生长过程中改变常规生长参数对提高均匀性的作用并不明显,要想从本质上提高电阻率径向均匀性,只能尝试非常规的技术.     

2294nm端面抽运ZnWO_4拉曼激光器

报道了一种采用ZnWO_4单晶作为拉曼晶体的2294nm拉曼激光器。使用激光二极管端面抽运Tm:YLF晶体产生1899nm的基频光,采用内腔抽运ZnWO_4晶体,得到了2294nm的一阶斯托克斯激光输出,最大功率为173mW,最短脉宽为2.280ns,最高峰值功率为25.292kW,从实验上证实了ZnWO_4作为红外拉曼晶体的可行性。     

区熔法生长掺Sb—Hg1—xCdxTe晶体

报道了用区熔法生长掺Sb-Hg(1-x)Cd_xTe晶体的工作,求得其分凝系数为5×10~(-4)。对这种掺杂晶片的电学测量及简单光伏器件制作的结果表明:Sb元素为受主杂质,利用掺Sb-Hg_(1-x)Cd_xTe晶体作为光伏器件的p型基底材料是可行的。     

GSGG:Cr,Nd和YAG:Nd激光棒的损耗与激光效率测量

一、晶体生长GSGG:Cr,Nd激光晶体问世后,尽管发现它的损耗比YAG:Nd高,但以φ6.3×76mm标准棒测得的激光效率却比同尺寸最好的YAG:Nd棒高约一倍,因此在高平均功率激光器上的应用得到普遍重视。同时,降低损耗的晶体生长工艺研究已成为当前的工作重点。利弗莫尔实验室(LLNL)采用提拉法平界面生长工艺成功地生长出直径为62mm无核心的GSGG:Cr,Nd单晶。根据已报导的杂质分凝系数(在晶体中Cr和Nd的分凝系数分别为1.00±0.05和0.65±0.05),由熔体公式C_i/C_f=(1-g)~(1-k)可算出起始掺杂浓度C_i和最后熔体杂质浓度C_f。式中k为分凝系数;g为熔体结晶的分数。从而可估算出,在本文研究的晶体长度内,晶体中钕浓度差约在10～20％之间。晶体生长的熔体组成与生长条件变化参数见表1。     

高质量InAs单晶材料的制备及其性质

利用液封直拉法(LEC)生长了直径50mm〈100〉和〈111〉晶向的InAs单晶.分析研究了n型杂质Sn,S和p型杂质Zn,Mn的分凝特性、晶格硬化作用、掺杂效率等.利用X射线双晶衍射分析了晶体的完整性.对InAs晶片的抛光、化学腐蚀和清洗进行了分析,在此基础上实现了抛光晶片的开盒即用(EPI-READY).     

高质量InAs单晶材料的制备及其性质

利用液封直拉法(LEC)生长了直径50mm〈100〉和〈111〉晶向的InAs单晶.分析研究了n型杂质Sn,S和p型杂质Zn,Mn的分凝特性、晶格硬化作用、掺杂效率等.利用X射线双晶衍射分析了晶体的完整性.对InAs晶片的抛光、化学腐蚀和清洗进行了分析,在此基础上实现了抛光晶片的开盒即用(EPI-READY).     

ZnWO_4:Cr~(3+)晶体的荧光光谱测量

ZnWO_4:Cr~(3+)单晶易于生长,Cr~(3+)离子在基质中很稳定,在电子跃迁中与晶格的相互作用较强,可形成电子振动跃迁或终端声子跃迁。因而是一种新型可调谐激光晶体。我们利用自己生长的位错密度低于10~3个/cm~2     

Ag:ZnWO_4晶体的生长及其闪烁性能

采用分析纯WO_3和ZnO为原料,掺进Ag_2O,生长Ag:ZnWO_4晶体.测试了晶体的发光效率、能量分辨率、透过率、吸收光谱,并探讨了ZnWO_4晶体的着色和消色机理.     

提拉法生长的金绿宝石晶体中Cr^3＋有效分凝系数的初步测定

用原子吸收光谱法测定了提拉法生长的金绿宝石晶体中Cr^3＋的有效分凝系数，初步结果为Keff≈2．1。     

Er~(3 )∶Y_(0.5)Gd_(0.5)VO_4激光晶体的生长和热学性质

用提拉法生长出Er3 ∶Y0.5Gd0.5VO4单晶,用电感耦合等离子体(ICP)光谱法测定晶体中Er3 原子数分数为0.83%,有效分凝系数为1.03。在30～1300℃测量了晶体a轴和c轴的热膨胀系数分别为2.08×10-6/℃,8.87×10-6/℃;测得晶体在25℃时的比热值为0.48J/(g.K)。采用激光脉冲法测量了晶体的热扩散系数,并通过计算得出晶体的热导率,在25～200℃温度范围,晶体在〈100〉方向上的热导率为6.1～4.9W/(m.K),在〈001〉方向上的热导率为7.7～6.2W/(m.K)。     

用于表面波器件的LiTaO_3晶体的生长

使用廉价的Pt/Rh坩埚代替贵重的铱坩埚,用提拉法能成功地生长出大的“表面波级”单晶,直径可达2.5～3.0英寸,长4～5英寸。由于坩埚中铑杂质的原因,长出晶体的颜色是从深褐色到浅黄色。对于光吸收、Rh杂质浓度和生长情况之间的关系进行了研究和讨论,并与从铱坩埚生长晶体的情况进行了比较。为了用廉价生长的大单晶做器件,所以对晶体组分的变化,表面声波(SAW)性质的重复性和可靠性进行了检验,发现这种晶体非常适合于SAW器件的应用。     

Er3+: Y0.5Gd0.5VO4激光晶体的生长和热学性质

用提拉法生长出Er3 : Y0.5Gd0.5VO4单晶,用电感耦合等离子体(ICP)光谱法测定晶体中Er3 原子数分数为0.83%,有效分凝系数为1.03.在30～1300℃测量了晶体a轴和c轴的热膨胀系数分别为2.08×10-6/℃,8.87×10-6/℃;测得晶体在25℃时的比热值为0.48J/(g·K).采用激光脉冲法测量了晶体的热扩散系数,并通过计算得出晶体的热导率,在25～200℃温度范围,晶体在<100方向上的热导率为6.1～4.9W/(m·K),在<001方向上的热导率为7.7～6.2W/(m·K).     

空间生长的GaAs单晶的结构特性观察

为了提高砷化镓单晶的完整性和均匀性,中科院半导体研究所和航天部501所合作,在太空中完成了从熔体生长砷化镓单晶的实验。用电解腐蚀,透射电子显微镜(TEM)和阴极莹光(CL)对地面籽晶部分和空间重熔晶体部分的结构性质进行了比较性现察,实验结果如下:1)用KOH溶液电解腐蚀完成了对该晶体的杂质条纹显示,结果表明:地面生长的单晶有明显的杂质条纹,空间生长的晶体中无杂质条纹(图1)。2)在地面籽晶和空间生长晶体的界面处存在一个晶体完整性较高的区域。CL形貌相上显示出亮带(图2)。TEM观察发现界面区的微缺陷浓度远低于基体,存在一个宽度至少为5μm的“清洁区”,在     

液相外延生长的理论计算

本文用单向扩散流导出了离解系数和分子扩散速度的参量表达,用界面竞争分凝模型导出了平衡分凝系数和界面分凝系数与绝对分凝系数的关系;用扩散分凝控制模型讨论了具有赝二元结构的三元系的液相外延生长,得到了过冷生长的有效分凝系数、生长速度和生长厚度的表达式,从而得出根式冷却具有均匀的生长速度。     

中子嬗变掺杂(NTD)硅单晶在压阻传感器中的应用

半导体器件用的硅单晶,通常是在直拉或区熔时从外部引入杂质制备的,即在硅单晶体生长时掺入所需杂质.因此,在掺杂时,由于杂质在硅中的分凝效应,导致掺入杂质分布的不均匀,再加上拉晶工艺因素的影响,使硅单晶产生杂质条纹等缺陷,使单晶在轴向和径向都会有较大的掺杂分布起伏,导致单晶电阻率的非均匀性.对大直径、高电阻率的硅单晶电阻率的不均匀性更为突出.硅压阻传感器对硅单晶电阻率的均匀性同样有较高的要求,如果原始单晶电阻率均匀性     

VGF法生长的低位错掺Si-GaAs单晶的缺陷和性质

研究了垂直梯度凝同法(VGF法)生长的掺Si低阻GaAs单品材料的晶格缺陷和性质,并将VGF法和LEC法生长的非掺半绝缘GaAs单晶进行了比较.利用A-B腐蚀显微方法比较了两种材料中的微沉积缺陷,对其形成原因进行了分析.利用荧光光谱研究了掺Si-GaAs单晶中Si原子和B原子的占位情况和复合体缺陷.Hall测量结果表明,掺Si低阻VGF-GaAs单晶中存在很强的Si自补偿效应,造成掺杂效率降低.VGF-GaAs单品生长过程中高的Si掺杂浓度造成晶体中产生大量杂质沉积,而杂质B的存在加重了这种现象.对降低缺陷密度,提高掺杂效率的途径进行了分析.