一、无损检测技术在垂直Bridgman晶体生长中的应用（论文文献综述）
周昌鹤[1]（2021）在《碲锌镉材料缺陷评价技术及VGF生长技术的研究》文中研究表明碲镉汞(Hg1-yCdyTe,HgCdTe)是制备高性能红外探测器的优良材料,在气象预报、资源探测和天文观测等领域中有重要的应用。碲锌镉(Cd1-xZnxTe,CdZnTe)通过调节合适的Zn组分能够和碲镉汞材料在晶格上实现完全匹配,是外延高性能碲镉汞薄膜材料可选择的最佳衬底材料。尽管近些年来替代衬底上的HgCdTe外延技术已取得了长足的进展,但其实际应用主要为高背景应用领域的中短波红外焦平面探测器,高性能的长波、甚长波、双色、雪崩工作模式和高工作温度的HgCdTe红外焦平面器件仍需要使用CdZnTe单晶衬底上获得的低缺陷密度外延材料,大尺寸低缺陷密度CdZnTe衬底依然是先进HgCdTe红外焦平面制造工艺所采用的主流技术。第三代碲镉汞红外焦平面技术对CdZnTe晶体材料的尺寸和质量控制提出了新的更高要求,关键点在于控制材料中的高密度位错缺陷和第二相缺陷以及重复可控地生长出高单晶率的晶体材料。由于检测手段的限制,当前对CdZnTe晶体中的位错线的空间结构和延伸方向的研究还较少,对材料中微米级第二相缺陷以及亚微米级第二相缺陷的研究还不够深入,给全面分析CdZnTe晶体生长工艺对材料缺陷性能的影响造成了很大的困难。VGF生长方法已成为国际上生长CdZnTe单晶的一种先进技术,而国内对碲锌镉生长技术的研究仍停留在VB生长方法上,采用VGF法生长CdZnTe晶体的报道还较少,技术也不成熟。本文利用缺陷动态腐蚀观察技术和透射显微观察技术对CdZnTe晶体中的位错缺陷和第二相缺陷开展了进一步的研究,提出了一些新的测试方法和评价技术。在晶体生长技术方面,对CdZnTe晶体的定向籽晶VGF生长方法进行了探索,运用晶体生长仿真软件对VGF生长过程中的热场分布、对流结构和Zn组分分布进行了数值计算,采用带定向籽晶的VGF生长方法生长得到了直径Φ90 mm且单晶率达到90%的CdZnTe晶锭。主要研究内容如下:（1）研究了CdZnTe材料中扩展缺陷腐蚀坑的动态腐蚀运动学特征。动态腐蚀观测结果表明CdZnTe衬底样品中大多数腐蚀坑的坑尖接近直线运动,坑尖的水平移动轨迹揭示出（111）A面三种不同构型的腐蚀坑对应的位错线在延伸方向上存在差异。腐蚀坑中心到坑尖连线的方向并不能准确代表位错线的延伸方向,位错线的延伸方向应由腐蚀坑坑尖的位移矢量确定。通过使用材料腐蚀运动学参数得到了腐蚀坑坑尖位移矢量在晶体学坐标系中的计算公式和测量方法,得到了三种不同构型Nakagawa腐蚀坑对应缺陷延伸方向的晶体学取向,分别为<110>、<112>和介于<110>和<112>之间的方向。实验观察也发现,缺陷延伸方向与腐蚀坑中心到坑尖的连线在衬底表面的投影是重合的,即缺陷延伸方向可以通过锥形腐蚀坑的结构来确定。（2）研究了CdZnTe晶体材料中位错缺陷取向分布的特征。通过将CdZnTe衬底样品（111）A面Nakagawa锥形腐蚀坑坑尖的位移矢量绘制在[111]极图上,得到了样品观察区域内位错线延伸方向的分布特征。研究发现Nakagawa腐蚀剂揭露的位错线的延伸方向仅限于[111]极图上[110]、[101]和[011]三点连线的附近区域,这表明对于CdZnTe晶体,Nakagawa腐蚀剂在（111）A面上不能揭示以大角度穿越表面的位错线,锥形腐蚀坑密度PEPD不等于材料的位错密度。研究还发现CdZnTe晶体中位错缺陷在取向分布上存在不均匀性和非对称性,对这一特性进行表征的最好方式是反映缺陷延伸方向分布的极图,除此之外,也可通过引入一些参数来完善对碲锌镉材料中位错缺陷特性的表征。这些参数包括不同{111}面上位错缺陷密度的比值RDD,穿越材料表面的位错缺陷密度DDPS和位错缺陷体密度BDDL。计算表明,对于位错线取向呈均匀对称分布的样品,穿越CdZnTe衬底（111）表面的DDPS（111）是（111）表面PEPD（111）的2倍,材料中位错缺陷的体密度BDDL约是PEPD（111）的4.2倍。（3）研究了CdZnTe衬底（112）B面Everson腐蚀坑的特性。通过研究CdZnTe衬底（112）B面腐蚀坑和（111）B面腐蚀坑的对应关系,明确了碲锌镉衬底（112）B面上腐蚀坑与材料缺陷的对应关系。（112）B面上的“嵌套三角形”、“梯形”和“棒状”腐蚀坑与（111）B面上的平底腐蚀坑相对应,源于材料中的体缺陷,或是由位错缺陷终止后的腐蚀坑演变而成。（112）B面上的典型锥形腐蚀坑来自延伸方向为[011]、[112]和[101]的位错缺陷,其他形状的锥形腐蚀坑来自延伸方向介于[011]方向和[101]方向之间区域的位错缺陷。研究发现对（112）B碲锌镉衬底,Everson腐蚀剂只能揭示取向位于极图上[011]和[101]连线附近的位错缺陷。计算结果表明,对于位错线取向呈均匀对称分布的样品,（112）B面上的Everson锥形腐蚀坑密度PEPD（112）是（111）B面上PEPD（111）的35%,穿越（112）B衬底表面的位错缺陷密度DDPS（112）为PEPD（112）的6.2倍,材料中位错缺陷的体密度BDDL是PEPD（112）的12.6倍左右。根据材料中位错缺陷取向分布的非均匀性和非对称性特征,解释了PEPD（112）和PEPD（111）关系离散的原因。（4）研究了CdZnTe晶体中第二相缺陷的测试方法。基于红外透射显微检测系统开发了第二相缺陷的3D检测技术,该技术可以精细地获取衬底中微米级第二相缺陷的空间位置和尺寸数据{（x,y,z,d）}。从衬度传递函数角度分析了单张透射显微照片中第二相缺陷的成像特征,结果发现红外透射显微照片里可观察到的第二相缺陷的最大离焦距离与其尺寸成正比,在数值孔径N.A.=0.45和衬度传递函数阈值CTF=0.02条件下,实验测定第二相缺陷的可观察范围和缺陷尺寸的比值为23.4倍,建立了通过单张透射显微照片测定第二相缺陷体密度和面密度的计算方法和检测流程。此外,在动态观察衬底表面缺陷腐蚀坑的过程中,发现碲锌镉材料中存在着快速消失的腐蚀坑,并证明这些微小的腐蚀坑与材料中亚微米第二相缺陷相关。根据腐蚀坑运动学模型,计算得到亚微米缺陷的尺寸在0.15μm～1μm之间,其密度可达108 cm-3量级,这一结果印证了激光散射扫描技术对碲锌镉亚微米体缺陷进行测量的结果,该发现为研究CdZnTe材料亚微米第二相缺陷提供了一种既经济又方便的测量手段。（5）探索了CdZnTe晶体的定向籽晶VGF生长技术。通过理论分析得到了VGF生长方法在等梯度和变梯度控制方案下的名义温场移动速率。运用晶体生长仿真软件对VGF生长过程中的热场分布、生长速率、固-液界面位置、对流结构和Zn组分分布进行了理论仿真计算。利用仿真计算的结果,完成了VGF生长炉的设计、加工和运行,仿真结果和实测结果比较接近。研究发现,<1h1>方向为CdZnTe晶体的择优生长方向。采用带籽晶的VGF技术获得了近<111>生长方向的CdZnTe单晶,晶体直径Φ90 mm,长度超过100 mm。（6）测试了EPD、红外透过率、第二相缺陷密度和Zn组分参数在VGF法生长晶体中的分布。VGF法生长晶体的平均EPD小于5.0×104 cm-2;红外透过率和第二相缺陷密度在晶体中存在不均匀分布,且存在较为明显的分界区,在分界区外侧红外透过率正常,第二相缺陷密度较低低,局部区域无透射显微镜可见的第二相缺陷;在分界区内侧红外透过率下降,存在密度达1000 cm-2、尺寸在5μm左右的第二相缺陷,论文进一步分析了晶体中第二相缺陷密度的形成原因。Zn组分测试结果显示在晶体放肩区存在局部高组分区域,在等径生长中间阶段,等Zn组分面较为平直,后段等Zn组分面沿晶体边缘上翘,在垂直生长轴向切割的衬底中心区域60 mm×60 mm范围内Zn组分绝对值偏差小于0.004。结合数值仿真结果,对熔体对流结构导致的Zn组分在生长晶体中心和放肩处的富集效应进行了分析。论文研究工作加深了对CdZnTe衬底表面腐蚀坑特性和材料中位错缺陷性能的认识,研究完善了透射面域法并使之成为一项实用化的、快速的第二相缺陷定量检测技术,提出了亚微米第二相缺陷的腐蚀检测方法。论文发展的测试方法和提出的表征参数有助于更全面地评价CdZnTe晶体的缺陷性能,在CdZnTe衬底的质检筛选具有现实应用价值,也有助于分析晶体生长工艺对缺陷性能的影响。研究工作探索了传统定向籽晶VGF法生长技术,并成功生长出CdZnTe单晶体,相关研究结果为VGF法生长技术的实用化奠定了基础。
崔双月[2]（2021）在《熔体法生长大尺寸有机掺杂晶体》文中进行了进一步梳理有机单晶三维长程有序,热力学性质稳定,来源于共轭有机分子的独特的性能使其在多个关系国计民生、涉及国家安全的领域具有十分重要的应用前景。例如在高能射线探测方面,大尺寸有机闪烁晶体能直接实现对快中子的检测和对γ射线-中子有效的区分;在非线性光学太赫兹波段,大尺寸有机晶体非线性系数大,抗损伤阈值高,可在整个太赫兹波段获得最大范围的连续带宽;在微波激射领域,并五苯掺杂对三联苯晶体作为增益介质制备出世界上第一台可在室温地磁环境下运行的微波激射器,显着降低了制备和运行成本。然而,有机晶体差的结晶性和大的加工难度,使获得大尺寸高质量的有机晶体存在一定困难,制约了其广泛的应用。克服有机晶体生长难题,生长高质量大尺寸的有机晶体是满足应用的重要前提。因此,开展大尺寸有机功能晶体的生长与性能研究工作具有重大的理论意义和实用价值。在这一背景下,本论文围绕大尺寸有机晶体及掺杂晶体的生长开展研究。结合课题组在无机晶体生长方面的经验与有机晶体的生长习性,研制专门用于有机晶体的熔体法生长设备,探索更适合有机晶体及掺杂晶体的生长方法,生长高质量大尺寸的有机功能晶体。采用熔体法温区上移技术开展对三联苯、并五苯掺杂对三联苯晶体、有机长余辉掺杂晶体的生长研究,系统研究分子掺杂对有机晶体性能的影响,深入研究晶体基质与掺杂分子的相互作用,实现对晶体光、电、磁性能的调控。主要研究内容如下:1、针对有机材料的物化特性和有机熔体的结晶习性,研制专门用于有机晶体的熔体法生长设备。改进晶体生长中坩埚与温场的相对运动模式,采用温区上移法生长有机晶体,为获得大尺寸、高质量有机单晶,提供技术保障。温区上移法生长晶体过程可观测,能够实时掌握晶体固-熔结晶界面的动态变化;坩埚相对静止,温场上移,有效避免了晶体生长过程中机械振动的影响;结合炉膛的密封性和坩埚的设计,生长气氛可调节,避免了氢氧焰高温封管,操作简便,更加适用于大尺寸有机晶体的生长。2、采用温区上移法开展了对三联苯晶体生长研究,通过溶液重结晶、气相升华法、区熔法相结合的方法对单晶生长所需的大批量原料进行了提纯处理。优化生长温场和降温工艺,生长了大尺寸的对三联苯晶体,晶体尺寸达到Φ10 ×35 mm。紫外可见吸收光谱表明对三联苯紫外吸收截止边在371 nm附近。荧光激发和发射光谱显示,最佳激发波长范围较大,荧光最大发射峰位于392 nm处。荧光寿命和量子产率表征发现对三联苯晶体荧光衰减速度快、寿命短,只有3.08 ns;量子产率为52.24%,荧光量子产率较高。3、开展了并五苯掺杂对三联苯晶体生长研究,成功生长了一系列不同尺寸、不同掺杂浓度的质量良好、通透性高、掺杂均匀的并五苯掺杂对三联苯晶体,掺杂晶体最大尺寸达到Φ18 × 80 mm。晶体的劳埃衍射斑点清晰,高分辨XRD衍射半峰宽较小,结晶质量良好。掺杂晶体相对于纯相晶体光学性能发生明显改变。掺杂晶体在可见光波段折射率整体提高,消光系数变化趋势发生改变。紫外吸收光谱和荧光发射光谱表明,掺杂晶体在对三联苯分子本征吸收和发射峰位置强度减弱,出现了并五苯分子的本征吸收和发射峰,并且随着并五苯浓度的增加,不同吸收峰和发射峰的相对强度随之发生规律性增强或减弱变化。进一步研究发现,相比于相同浓度的溶液和无定形状态,掺杂晶体表现出更精密的吸收和发射光谱结构,对三联苯作为三维长程有序的晶体基质,不仅有效地分离了掺杂分子,防止了聚集淬灭,还构建了 Shpolskii有序矩阵作为定向介质,加强了并五苯分子与光的相互作用。通过调控晶体生长条件,利用微量还原气氛可以使并五苯掺杂对三苯晶体产生更长的激发寿命和更大的磁化率,更有利于激发态下电子自旋相关物理过程的产生。4、利用熔体法生长了有机长余辉发光主客体掺杂晶体体系。将具有结晶诱导长余辉发光性质的二苯甲酮衍生物作为客体,对三联苯、三苯基氧膦（TPPO）、二苯乙烯等作为主体基质,生长得到了厘米级的掺杂晶体,实现了大尺寸有机掺杂晶体的长余辉发射。系统研究了不同掺杂分子、不同掺杂基质、不同掺杂浓度对晶体长余辉发光性能的影响,探索了有机长余辉掺杂晶体的产生机制。研究结果表明,掺杂晶体长余辉寿命达到72.54 ms,相比于纯相的客体分子提高3个数量级。通过将不同客体分子掺杂到不同的主体晶体基质中能够实现长余辉发光的颜色和寿命可调谐发射。相比之下,同种客体分子以相同浓度掺杂到聚合物非晶主体（如PMMA）中则没有长余辉发光现象。结合理论计算研究了有机掺杂晶体的缺陷类型和长余辉发光机理。晶体基质为掺杂分子提供了三维长程有序的刚性环境,掺杂分子作为替代缺陷嵌入在晶格中,有效地抑制了分子旋转和振动驰豫,防止了三重态氧淬灭,抑制了非辐射跃迁。同时,主客体之间能够发生能量转移,促使产生更多的激发三重态电子,几种因素协同作用下增强了晶体的长余辉发光性能。主客体有机掺杂晶体体系适用于多种具有结晶诱导长余辉发光习性的客体分子在主体晶体中增强长余辉发光,具有一定普适性,为实现有机长余辉发光提供了一种新的策略。
王吉[3]（2021）在《In掺杂CdTeSe晶体生长与缺陷调控》文中研究说明CdTeSe晶体具有高的电阻率和较低的缺陷密度,且有高的成分均匀性,可以有效避免类似CdZnTe晶体中Zn较高的分凝系数（～1.35）而产生的成分偏析现象,因此CdTeSe晶体有望成为新一代的辐射探测器用晶体材料。本文采用垂直布里奇曼法在富Te环境中生长了 In掺杂CdTeSe晶体,研究了晶体的合成及生长工艺,分析了晶体的光电性能,揭示了缺陷分布对材料性能的影响规律。采用垂直布里奇曼法生长In掺杂量为10-15 ppm的高质量CdTeSe晶体,表面无裂纹,无明显孪晶/晶界。根据物相分析得出,CdTeSe晶体在（111）晶面上出现单晶衍射峰,且成分单一为闪锌矿结构,晶体质量良好。通过AFS分析拟合计算出Se在CdTeSe晶体中的分凝系数为1.006,Se元素在CdTeSe晶锭中分布均匀,无成分偏析。光学性能表征结果可知CdTeSe晶体的禁带宽度约为1.4 eV,红外透过率为60%,接近于理论值。Te夹杂相的主要尺寸在5-10 μm,平均密度在104 cm-2数量级。晶体中富Te相对红外光的散射作用,会造成部分晶片透过率降低,富Te相的存在影响晶体中杂质的分布以及导致缺陷产生。揭示了 CdTeSe晶体的电学特性,深能级缺陷将费米能级钉扎在禁带中,实现了高电阻率。CdTeSe晶体的电阻率最高可达到1010 Ω·cm量级,光响应迅速,并且在可见光波段有较高的开关比。在热平衡状态下Cd空位没有被In施主掺杂完全补偿,晶体中多数载流子为空穴。通过拉曼光谱和PL谱进行了缺陷分析。在拉曼光谱中观察到CdTeSe晶体中存在Te有关的A1模和Te的“三角”晶格（E1,A1,TO/E2）,A1和E对称的次级声子模式,以及类CdTe纵光学声子模式LO。CdTeSe1-2晶片的PL谱在30-50 K之间随着温度增加强度增大,表现出反常温度依赖现象。由于晶体中富Te相的存在会引起周围的晶格发生失配和紊乱,导致晶格缺陷而形成中间态,产生晶格弛豫而发“负热淬灭”现象。CdTeSe晶体中主要的发光峰有两个分别为施主束缚激子峰（D0,X）和缺陷复合发光峰Dcomplex。其中占主导作用的Dcomplex峰主要是由Cd空位相关的A中心产生的发光峰D1引起的,发光峰红移是由于掺杂的同时发生了自补偿。分析认为CdTeSe晶体中Cd空位被掺杂的In占据,由此在晶体中引入施主能级InCd+。但是晶体中In掺杂量过大时会形成缺陷复合体,产生新的缺陷能级。过度补偿的In与晶体中的Cd空位发生复合,进而形成浅受主缺陷[VCd2-·InCd+]-,因此形成中性的缺陷复合体[VCd2-·2InCd+]0,这种缺陷复合往往会降低In施主掺杂的效率。VCd2-与Tei反应形成的TeCd2+深能级缺陷产生了费米能级钉扎效应,使得CdTeSe晶体获得高的电阻率。
乔杰[4]（2020）在《二维材料MoTe2的晶体生长、光电及太赫兹调制性能研究》文中研究说明2004年,英国曼彻斯特大学的杰姆（Andre Geim）和诺沃肖洛夫（Konstantin Novoselov）首次利用机械剥离法获得石墨烯（graphene）,掀起了二维材料研究的热潮。研究表明石墨烯具有高迁移率以及高电/热导率等优势,被广泛应用于透明导电薄膜、超级电容器等。然而石墨烯的零带隙特性使其难以形成开关状态,严重地限制了其在半导体领域的应用。近年来,过渡金属硫族化合物（TMDCs）由于其丰富的带隙结构、大的非线性系数以及快速的载流子复合速率,已经被广泛应用于光电领域。另外,在无悬挂键表面以及弱的范德华层间相互作用下,通过TMDCs之间的相互叠加,结合不同材料之间的优异性能,增强电子轨道耦合,可以得到无晶格失配的范德瓦尔斯（vdWs）异质结。作为TMDCs家族中重要的一员,二碲化钼（molybdenum ditelluride,MoTe2）以其高的载流子迁移率、大的光电转化效率以及与硅类似的带隙结构,在可见至近红外波段表现出良好的光响应能力,受到了研究者们的广泛关注。另外,理论计算表明2H-MoTe2与1T’-MoTe2之间具有较小的能量差,可以借助简单的方法实现二者之间的相转变,为新型低功耗器件提供了可能性。本论文以MoTe2为主要研究对象,从2H-MoTe2体块单晶生长出发,对其光电性能以及太赫兹波段的调制性能展开研究,设计了具有超灵敏宽带调制性能的MoTe2/Si异质结太赫兹全光调制器,利用THz-TDS系统以及超快激光泵浦探测系统深入探索了光致MoTe2半导体-金属相变的载流子动力学过程。主要内容如下:1、2H-MoTe2体块单晶生长以及基本性能表征采用助熔剂法进行2H-MoTe2体块单晶生长,Te作为助熔剂以避免引入外来杂质。晶体生长过程中采用高温（1180℃）和低温（850℃）两种生长温度条件,分别得到2H-MoTe2单晶,并利用XRD、XPS以及Raman光谱等手段对其基本性质进行表征。通过高分辨透射电子显微镜（TEM）、选区电子衍射（SAED）以及劳埃（Laue）衍射对其结构进行表征,结果表明在高温下生长得到的晶体质量较差,而低温下生长的晶体质量明显得到提高。该现象主要原因是由于高温生长时,晶体会首先生长为1T’-MoTe2,降温时发生相变而形成2H-MoTe2,这种生长过程中的结构转变最终导致晶体质量变差。另外低温下生长得到的晶体形状呈现较为规则的六边形,与其六方晶系结构相一致。生长得到的晶体最大尺寸可达4×4×1 mm3,XRD结果表明晶体自然生长面为{002}晶面族,即晶体沿c轴方向层状堆积。2、2H-MoTe2光电性能表征为了进一步比较两种生长条件下得到的晶体质量,分别使用高温和低温条件下生长的MoTe2晶体制备得到场效应晶体管器件,对其电学以及光电性能进行表征。实验结果证明,高温下得到的2H-MoTe2晶体的场效应迁移率仅为3.4 cm2·V-1·s-1,而低温下生长得到的晶体其场效应迁移率可达53.4 cm2·V-1·s-1,提高了 18倍左右,是目前为止所报道的本征2H-MoTe2的最大场效应迁移率。另外光响应测试结果表明低温下生长得到的晶体具有更高的开关比、光响应度R以及外量子效率EQE,其中R以及EQE均提高了 10倍左右。3、基于MoTe2/Si范德瓦尔斯异质结的太赫兹全光调制器2H-MoTe2与Si具有相近的能带结构,本文提出一种MoTe2/Si异质结全光太赫兹调制器。采用太赫兹时域光谱系统研究其太赫兹调制性能,结果表明该器件能够达到最大99.9%的调制深度（MD）。器件表现出超高的灵敏度,即可以在300 mW的低泵浦功率下实现99.9%的最高调制深度。其优点在于可以有效地降低器件的功耗,避免由于高功率激光产生的热效应对器件性能所带来的影响。另外,MoTe2/Si调制器的还具有0.3-2.0 THz的宽带调制性能。通过能带理论分析发现MoTe2/Si调制器具有优越的太赫兹调制性能的主要原因在于,2H-MoTe2具有和Si相似的能带结构,且当二者形成异质结时具有较小的导/价带差,更易于电子与空穴的传输。因此可以在较低的泵浦功率下实现高浓度的载流子聚集,有效的提高器件的电导率。4、光致MoTe2半导体-金属相变及其载流子动力学本论文采用808nm的半导体激光对2H-MoTe2纳米片进行连续照射,通过控制光照时间来实现2H-1T’相MoTe2的转变。首先采用TEM、Raman光谱以及XPS等手段验证了不同光照时间下样品的状态,结果表明MoTe2纳米片在光照1Omin左右开始出现1T’相的特征,在25min左右相变完成。利用THz-TDS系统对样品的电导率、载流子散射率和迁移率进行表征,结果表明发生了半导体-金属相变。利用超快激光泵浦探测系统对其瞬态载流子动力学进行研究,差分反射光谱由基态漂白信号到激发态吸收信号的转变揭示了半导体-金属的相变过程中样品能带结构的变化一带隙重整（BGR）现象。最后通过角分辨泵浦探测系统对样品光照前后的结构变化进行研究,验证了相变前后晶体结构对称性的破缺。另外,通过对光致1T’-MoTe2和本征1T’-MoTe2载流子弛豫时间的对比,证实了相变过程中Te空位的产生。
王绍涵[5]（2020）在《中子探测用Cs2LiYCl6:Ce晶体生长与闪烁性能研究》文中认为钾冰晶石结构Cs2LiYCl6:Ce（CLYC:Ce）是一种新型高性能中子探测闪烁晶体材料,它具有伽马激发下20000photons/MeV、中子激发下70000photons/neutron的高光输出,低于4.5%的能量分辨率,特别是优异的中子/伽马双模射线探测能力等优点。本文探究了坩埚下降法生长CLYC:Ce闪烁晶体的工艺条件,生长了具有良好光学质量的CLYC:Ce晶体,系统的表征了其光学和闪烁性能,并且对Ce3+掺杂浓度进行了优化,对Ca2+、Sr2+共掺杂及共掺杂浓度进行了探索。在晶体生长方面,摸索出了适合CLYC晶体生长的生长参数。针对CLYC的不一致熔融特性导致的生长难题,对已有的组分优化,分别生长了5根直径25mm,LiCl占比分别为57mol%、60mol%、63mol%以及Cs Cl与YCl3分子比为1.9:1和2.1:1的CLYC:Ce闪烁晶体,通过比较5根晶体的生长情况,确定了LiCl占60mol%的组分最适合获得CLYC晶体。成功获得了Φ25*10mm3且无裂纹无包裹体的样品,通过比较该样品和5*5*5mm3样品的闪烁性能,X射线激发发射谱显示,大体积的CLYC晶体的芯价发光较弱,多道能谱显示,大体积样品的光输出与能量分辨率略差于小体积样品。Ce3+掺杂浓度是影响CLYC晶体闪烁性能的一个重要因素。生长了5根直径11mm、Ce3+掺杂浓度分别为0.1%、0.3%、0.5%、0.7%和1%的CLYC晶体,得到的样品完整无包裹体。通过比较它们的光学和闪烁性能,发现Ce3+离子掺杂浓度为0.3%～0.7%时,CLYC拥有相对更好的闪烁性能。在这个浓度范围内,CLYC的相对光输出为20000photons/MeV。其中CLYC:0.5at%Ce在137Cs激发下的能量分辨率约为5.4%,衰减时间常数分别为:2.4ns、24.4ns、483.1ns和2855.2ns,分别对应芯价发光、Ce3+直接捕获发光、二元Vk和电子扩散和STE向Ce3+离子能量传递发光。共掺杂是一种广受关注的改善晶体闪烁性能的方式。生长了CLYC:0.5%Ce晶体作为参照组,Ca共掺杂浓度分别为0.05at%、0.1at%、0.2at%、0.5at%的CLYC:0.5%Ce晶体及Sr共掺杂浓度分别为0.05at%、0.1at%、0.2at%、0.5at%的CLYC:0.5%Ce晶体等9根晶体。通过闪烁性能的对比,发现Ca共掺杂的CLYC:0.5%Ce晶体,其能量能量分辨率都有不同程度的恶化。而Sr共掺杂量为0.05at%、0.1at%、0.2at%的CLYC:0.5%Ce晶体的闪烁性能均优于对照组,Sr共掺杂量为0.05at%时获得了最好的能量分辨率,并随着Sr共掺杂量的提高,能量分辨率的优化量也减少,当Sr共掺杂量达到0.2%时,能量分辨率已经差于对照组。另外,无论是Ca共掺杂还是Sr共掺杂,都会造成晶体的相对光输出降低,共掺杂浓度越高,光输出越低。
方婧红[6]（2020）在《InxGa1-xSb空间晶体生长机理分析及地面晶体生长研究》文中进行了进一步梳理InxGa1-xSb三元合金半导体晶体作为一种新型的半导体材料,具有晶格常数和吸收波长可调节的特性,其晶格常数和吸收波长可以分别在6.096～6.479?和1.7～6.8μm的范围内变化,该波长范围属于在红外区域,可以应用于红外光电探测器,以及红外区域的能量转化等,具有广泛的应用范围。但由于重力条件下的浮力对流、偏析以及成分过冷等问题,InxGa1-xSb晶体难以在重力条件下稳定生长形成组分均匀的大尺寸。关于重力对于InxGa1-xSb晶体生长的影响,本课题组联合日本JAXA利用实践十号返回式卫星进行了为期65小时的InxGa1-xSb晶体生长,并进行了地面对照试验。本文就实践十号返回式卫星的实验结果进行了分析及进一步探索,并对于有关成分过冷的问题,自行改装搭建了晶体生长平台,采用更为先进、稳定的激光作为热源,验证激光浮区法对于InxGa1-xSb晶体生长的影响。主要结论如下:1.空间微重力环境是良好的晶体生长环境,在微重力的条件下,浮力对流对于晶体生长的影响减小到最小,对比地面正常重力条件下的InxGa1-xSb晶体可以发现,微重力条件下,晶体的初始固液界面平稳,近似于平面,晶体生长开始后,其中的晶粒排列迅速趋向整齐并逐渐长大。微重力条件下生长的InxGa1-xSb晶体缺陷少,完整性好,晶体尺寸更大,生长速度更快,且元素分布更均匀;2.采用激光加热可以更好地控制熔区形状,且更简化的加热平台可以预留出更多的空间用于各种辅助设备的安装,如可以增加测温仪检测晶体生长温度,增加热像仪检测熔区内温度分布,以及其他原位检测手段。3.通过激光浮区法生长的晶体,由于不与容器壁接触,减少了由于体积膨胀造成的挤压带来的应力,因此所生长的晶体其缺陷大大减少。在晶体生长过程中对原料棒及熔区进行的温度测试表明熔区边界处保持了良好的温度梯度,而在熔区内部较好的保持了温度的稳定与均匀性。经X射线衍射分析、劳厄斑点分析等,可以证明在重力条件下也可以制得质量良好的InxGa1-xSb（x=0.03）晶体。由于晶体生长过程中析出固相与液相成分偏差较大,目前InxGa1-xSb晶体制备的难点依然在于高In含量的掺杂。探索稳定的晶体生长工艺,减少晶体在生长过程中熔区的不稳定性,以及精确地控制晶体生长界面的温度以维持晶体成分均匀性将是今后工作的重点突破方向。
李晓辉[7]（2020）在《坩埚下降法CaF2基晶体生长的数值模拟及缺陷研究》文中进行了进一步梳理氟化钙晶体由于在真空紫外（VUV）波段具有极高的透过率（吸收截止边低于熔石英）而作为透镜材料在深紫外光刻机上发挥着不可替代的作用。同时,Ca F2基晶体也是一种良好的激光基质材料,Nd3+:Ca F2/Sr F2晶体在超强超短激光、重频大能量激光放大等领域具有广阔的应用前景。深紫外光刻机和超强激光对Ca F2晶体的质量提出了极端的要求,因此必须不断提高晶体生长技术,减少晶体中的缺陷,以达到提高晶体质量的目的。本论文主要开展了以下工作:研究了点缺陷对晶体性能的影响。首先明确了引起晶体紫外吸收的主要原因为杂质Ce3+与Pb2+离子,其中前者是因为原料纯度不够,后者源于除氧剂的残留。接着,研究了溶质在Ca F2与Sr F2激光晶体中的分凝情况,发现Nd与Gd在0.3%Nd,5%Gd:Ca F2晶体中几乎不存在分凝,有效分凝系数接近于1;在0.3%Nd,5%Gd:Sr F2晶体中Nd与Gd沿生长方向（轴向）分凝比较严重,有效分凝系数分别为1.489与1.233,而在径向分布较为均匀。此外,点缺陷也会对晶体的性能产生积极影响,通过掺杂两种不同的调剂离子,实现了对晶体吸收、发射光谱的可控调控,极大地改善了Nd3+:Ca F2晶体的光谱性能,使得晶体发射光谱变得更加平滑,连续激光调谐范围达34nm,非常有利于超快激光的输出。探讨了晶体中条纹以及散射点的成因。研究发现晶体中主要存在两种条纹:平行条纹与脉络状条纹。其中前者是由于位错的滑移引起的,只存在于纯的Ca F2与Sr F2晶体中;而后者是由于小角度晶界造成的,纯的与掺杂的晶体中都有存在。晶体在生长与降温过程中的热应力过大是造成位错滑移带出现的主要原因,而掺杂晶体中出现的小角度晶界主要是由于组分过冷而引起的胞晶生长所导致的。发现晶体中普遍存在大量散射点,且晶界上的散射尤为严重,但其形成原因还未明确。利用CGSim软件模拟了Ca F2晶体生长过程中的温度场、流场以及应力场分布。发现随晶体吸收系数的降低或是熔体吸收系数的升高,界面凸度以及界面附近熔体的轴向温度梯度、对流强度均有不同幅度增加,通过与实际晶体生长过程对比确定了合适的模拟参数。接着,通过改变低温区结构参数与梯度区结构参数设计了不同的温场,发现改变隔板宽度能够在获得较大界面温度梯度的情况下保持较低的功率与较小的晶体热应力,是一种较为稳妥的温场改善方案。
刘洋[8]（2020）在《大尺寸Al2O3/YAG:Ce3+共晶陶瓷的水平定向凝固法生长与性能研究》文中研究表明航空技术的迅猛发展迫切需要具有高效率、高推重比和高可靠性的航空涡扇发动机。提高推重比的关键就在于提高涡扇发动机的涡轮前进口温度,但愈加苛刻的服役环境（高温、高负荷等）对该发动机用结构材料也提出了更高的要求。由于Al2O3/YAG共晶陶瓷具有较高的熔点、较好的抗氧化性、热稳定性及较高的高温力学性能,使用该共晶陶瓷加工的发动机涡轮叶片具有相对较低的质量并可在高温氧化环境中长期工作。因此,Al2O3/YAG共晶陶瓷作为应用在高推重比发动机中的最具潜力的结构材料之一,得到了国内外研究人员的广泛重视。另外,添加少量Ce O2不仅可以调控Al2O3/YAG共晶陶瓷的微观结构和力学性能,而且得到的该Al2O3/YAG:Ce3+共晶陶瓷具有特征激发和发射光谱,还可以被用作新型固体荧光材料应用于白光LED领域。但当前已报道的制备方法获得的共晶陶瓷尺寸较小且利用率较低,难以满足实际应用的需求。针对该技术瓶颈,本文将大尺寸单晶生长使用的水平定向凝固法（HDS法）引入到了大尺寸Al2O3/YAG:Ce3+共晶陶瓷的制备中。通过水平定向凝固过程中温场的优化设计与控制,成功制备出百毫米级板状Al2O3/YAG:Ce3+共晶陶瓷,系统研究了Ce掺杂对该大尺寸共晶陶瓷的微观结构、热学和力学性能的影响及该共晶陶瓷封装的白光LED的光电特性,为该材料的多领域应用奠定了基础。本文首次通过水平定向凝固法成功制备出170 mm×90 mm×20 mm和170mm×160 mm×25 mm的掺杂量（摩尔比）Ce/Y=0%,0.25%,0.50%,1.00%的大尺寸板状Al2O3/YAG:Ce3+共晶陶瓷。借助X射线显微CT等直观观察到掺杂量为Ce/Y=0.50%以下的Al2O3/YAG:Ce3+共晶陶瓷呈现出微米级两相三维互穿网络状结构的微观形貌。由于Ce的掺杂使共晶陶瓷生长时出现局部过冷,所以共晶陶瓷在垂直于拉晶方向（⊥Z）出现网络状粗化微观结构,在平行于拉晶方向（⊥X）出现斜条状粗化微观结构,且随Ce掺杂浓度增加,粗化微观结构尺寸越来越大。当掺杂量Ce/Y=1.00%时,共晶陶瓷内部还会出现由Ce O2和Al2O3结合形成的“Ce富集相”。通过分析拉曼光谱峰位偏移得到,随Ce掺杂量增加,Al2O3/YAG:Ce3+共晶陶瓷中Al2O3相的残余压应力逐渐增加。通过对Al2O3/YAG:Ce3+共晶陶瓷的力学性能研究可知,与掺杂量Ce/Y=0%的Al2O3/YAG:Ce3+共晶陶瓷相比,虽然掺杂量Ce/Y=0.25%的该共晶陶瓷弯曲强度降低了约5.8%,但该样品的压缩强度（1946±88.0 MPa）增加了约51.7%。掺杂量Ce/Y=0.25%的该共晶陶瓷的弯曲强度略有降低的原因是Ce掺杂引起的粗化微观结构增加了微孔和微裂纹的形成概率;而该共晶陶瓷的压缩强度明显增加的原因是该样品内部存在适当三维交叉分布的粗化与细化微观结构。此外不同测试温度下的Al2O3/YAG:Ce3+共晶陶瓷的弯曲及压缩强度值变化量极小,表明该共晶陶瓷具有较为稳定的高温力学性能。另外,不同Ce掺杂量的Al2O3/YAG:Ce3+共晶陶瓷的维氏硬度（16.50～17.50 GPa）、杨氏模量（340.00～350.00 GPa）和断裂韧性（2.80～3.10MPa·m0.5）仅随Ce掺杂量的增加呈略有降低的趋势,但与报道的其他方法制备的Al2O3/YAG共晶陶瓷的相关性能相当。通过对Al2O3/YAG:Ce3+共晶陶瓷热学的研究可知,不同Ce掺杂量的Al2O3/YAG:Ce3+共晶陶瓷样品的平均热膨胀系数（473-1273 K）、高温辐射特性及热稳定性未发生过明显变化。通过测试得到Al2O3/YAG:Ce3+共晶陶瓷具有中心在340 nm和460 nm的激发峰和中心在535 nm的发射峰。通过研究具有不同透明度Al2O3/YAG:Ce3+共晶陶瓷封装的大功率白光LED的性能发现,细抛共晶片-WLED的光通量和光效优于粗抛共晶片-WLED及传统白光LED,并阐明了共晶陶瓷的界面散射可提高其封装的白光LED光效的机理。另外,本文还通过设计和制备气孔率可控（残余气孔作为第二相增加对蓝光的转化）的透明YAG:Ce3+陶瓷并封装成白光LED（光效高达104.6 lm/W）,不仅验证了在共晶陶瓷光学性质研究中总结的界面散射效应可提高其封装的白光LED光效的机理的正确性,而且为白光LED领域提供了一种更高效更经济的新型固体荧光材料。
李腾坤[9]（2020）在《GaN体单晶的氨热法生长及物性研究》文中研究说明氮化镓（GaN）体单晶为制作高性能GaN基器件提供高质量、大尺寸、任意取向的单晶衬底材料。氨热法由于具有近热力学平衡条件下生长、易规模放大等优点,被认为是一种能够实现GaN体单晶产业化的生长技术。本论文围绕氨热法生长GaN体单晶设备及晶体生长特性展开研究,采用自主搭建的氨热生长系统,优选矿化剂,获得了高质量GaN体单晶,并研究了不同极性面籽晶生长特性,主要研究内容如下:1、自主搭建氨热生长系统。该系统生长温度能够达到600℃,生长压力可以达到300MPa,并通过计算模拟和实验相结合,设计了挡板开孔率及籽晶架结构,优化了高压釜内部温场、流场。系统压力偏差低至0.5MPa/d,验证了设备的稳定性和可靠性。本工作为氨热法法生长GaN体单晶的研究,提供了可靠的保障。2、矿化剂优选及点缺陷研究。探索了酸性矿化剂NH4Cl生长GaN体单晶及其存在的对高压釜腐蚀问题。研究了添加碱性矿化剂KNH2生长GaN体单晶,经过实验条件的优化,实现了高质量c面、非极性和半极性面GaN体单晶的生长,并研究了添加半密封内衬及退火处理对点缺陷的影响。添加半封闭内衬研究结果表明,短周期生长过程中,添加半封闭内衬有效降低釜壁材料相关杂质浓度。3、非极性、半极性GaN体单晶氨热法生长习性研究。使用非极性（10-10）面、半极性（20-21）面和（10-11）面HVPE-GaN籽晶,研究了氨热法GaN体单晶生长习性。观察到了三种不同的表面特征,包括丘状、板岩状和椭球状。通过GaN体单晶的截面测试,观察了不同晶面的生长速率和演化过程。根据生长速率,构建了氨热法GaN生长的动力学Wulff曲线,以预测晶体生长的平衡形态,得到了氨热法GaN体单晶生长的稳定面为m面、{10-11}面和（000-1）面。4、不同极性面HVPE籽晶氨热法GaN体单晶应力分布研究。研究了（11-20）面、（10-10）面、（20-21）面和（10-11）面氨热法GaN单晶的应力分布。阴极荧光（CL）清晰地显示了 HVPE GaN籽晶和氨热法GaN的界面信息;二次离子质谱（SIMS）和霍尔（Hall）测试了杂质浓度和自由载流子浓度。此外,通过Raman光谱E2（high）声子峰频移研究了应力分布。结果表明,氨热法GaN体单晶中的压应力约为35MPa,氨热法GaN界面相对籽晶的压应力约为60MPa。5、氨热法GaN体单晶不同生长区域的特性研究。根据光学性质的不同,生长区域分为Ga-polar、N-polar,wingl和wing2等四个区域。Raman光谱进一步表征了不同区域的应力分布,其中wing2区域相对于其他区域存在约40MPa压应力,对于wing2区域的形成还需要进一步的研究。在氨热法GaN体单晶的生长中,a向侧向生长速率最快,为了进一步扩大籽晶的尺寸,需要利用a向侧向生长的优势。
崔安阳[10]（2020）在《铁电晶格一级相变与极化特性的光谱-显微学研究》文中指出物质结构和声子-电子耦合机制的研究以及相图的构建在凝聚态物理和材料科学研究领域具有基础的物理意义,结构特征直接决定了材料所具备的不同功能性和潜在应用。近年来,随着信息技术、微电子材料和半导体技术的飞速发展,“摩尔定律”极限引发了半导体和信息材料研究领域遭遇一系列瓶颈问题,这要求现在的半导体及相关新材料的研究务须实现纳米尺寸低维化、光电/压电转换效率高、机械性能优异、环境适应性强、化学性质稳定和时间稳定等多重要求的目标。然而,在探索具有优异物理特性的新材料系统的同时,诸多微电子领域的传统材料的物理结构等基本问题还未被彻底澄清,这一方面取决于对传统功能材料体系的可控制备和器件设计的完善研究,另一方面要求突破传统分析技术对该体系材料的微观和宏观结构以及物理特性的系统认识。本论文着眼于此,以具有新型环境友好型强机电耦合响应的K0.5Na0.5NbO3体系为主要研究对象,基于实现原位光谱学和扫描探针显微成像（SPM）的耦合技术在揭示丰富的晶格结构细节和铁电极化特性等方面开展系统工作,提出了光谱学数据分析的新方法,设计了一套用于机电耦合性能成像和结构分析的新技术。（一）发展了基于拉曼（Raman）光谱和压电力显微镜的原位耦合探测技术,总结铁电自发极化、晶体内部能量演变、晶格对称性和一级相变之间的物理规律:对于结构性质较为复杂的铁电体系相变而言,包括典型的钙钛矿型ABO3或LiNbO3型等结构的铁电材料,铁电自发极化被考虑作为探索铁电晶格动力学在掺杂和多场调控下的序参量。目前,很多技术被用于研究物质晶格结构和相变规律,如X射线衍射（XRD）、介电温谱、红外光谱和拉曼光谱等。基于扫描探针显微镜的压电力显微（PFM）技术被认为是观察铁电材料表面面内和面外极化结构的有力工具,亦可以用于分析极化翻转、畴壁角度和极化方向。然而,自发极化作为铁电相变序参量在铁电相变过程中的具体演变过程仍不清晰,特别是对于新型高性能K0.5Na0.5NbO3基铁电钙钛矿体系。因此,我们在本研究过程中搭建了在0.1-1μm分辨率的原位成像技术实现在变温度区间内观察材料表面自发极化演变、晶体内部能量演化、相变、内部应变和晶格对称性演变之间系统的物理关系。原位拉曼光谱学-PFM显微学技术在K0.5Na0.5NbO3基组分修饰的单晶中观察到了其正交O相中绝大多数的畴壁角度类型及其随着晶格结构一级相变的演变过程,包括180°畴壁、90°-a畴壁、90°-a-c畴壁和60°畴壁。不同自发极化在发生热诱导正交O相至四方T相的相变过程中的的热动力学特性与晶格内部分子内键合强度和内能变化过程直接相关,根据系统能量最低原理完善了其中具体的物理规律,如晶体内部应力和键合强度的增强直接决定了铁电90°畴壁密度的降低。（二）确定了三种分析铁电一级相变和对称性演变的散射判据,并基于拉曼散射机制揭示了铁电一级相变、结构畸变和声子特性之间的本质规律:根据分析非偏振和四种构型的偏振拉曼散射的实验归纳和从光散射机制的物理理论分析两方面入手,仔细地讨论了在K0.5Na0.5NbO3基单晶一级相变过程中的拉曼散射特征与结构特性之间物理关联性,明确了声子频率、偏振散射强度和退偏比可以作为分析分子结构、对称性和一级相变的判据。声子频率的移动与在升温或降温过程中的晶格膨胀（键长变化）、声子占据行为和相变均有关系,本研究澄清了它们与声子频移的关系。从理论上证明了偏振散射强度正比于晶格的分子极化率,揭示了晶格振动对应的散射强度与分子中核外电子在原子空间的动态之间的物理关系。另外,根据计算退偏比随温度变化的规律讨论了不同晶格振动模式的对称性比较和伴随一级相变的演变过程。这些用于分析结构和对称性变化的拉曼散射判据不局限于K0.5Na0.5NbO3基铁电体,这种分析思路可以推广应用于更多仍不成熟的材料的结构研究之中。（三）提出了基于机器学习和大数据技术对凝聚态光谱学数据分析的材料学结构研究方法:材料信息学（Material Informatics）研究在最近几年蓬勃发展,机器学习技术和大数据分析技术在辅助分析来自实验和理论的多维数据中发挥重要作用。本研究涉及的光谱学和显微成像学手段的实验数据都具有维度高和信息量丰富等特点,非常适合于结合统计学算法的方法做进一步研究。为此,我们首次尝试建立一个来自于K0.5Na0.5NbO3基铁电体的拉曼散射光谱数据集,并寻找、训练、优化和应用一个机器学习分类算法实现对于晶格相结构和相图的预测。研究中我们选择了径向基核函数的支持向量机和主成分分析算法来设计晶格结构分类器,并实现了对于一组“新”拉曼光谱对应的晶体结构的准确预测。这一工作在基于机器学习的材料结构分析的研究中建立了一个统一框架,实现了从材料合成、实验表征和计算建模的协同作用,实现了铁电相分类器从材料合成到结构预测的完整工作流程,并且可以推广到更广泛的材料、生物和化学领域。（四）实现了基于扫描探针的PFM技术在导电液体环境中的机电耦合性能的纳米级探测技术:PFM技术在铁电表面极化性质的分析中发挥了重要作用,其可以准确地准确的量化畴结构角度和识别极化方向。铁电体中极化行为是一种典型的机电耦合特性,作为电能与机械能相互转化的性质,其广泛存在于不同的物质系统之中,如生物细胞、能量存储和所有的压电材料。然而目前在活体中探测细胞或组织的电响应、在实时的电解液环境中观测电化学反应等技术非常落后,该课题旨在实现利用PFM技术实现在导电的电解液中对物质的机电耦合性质进行表面显微分析和成像,并最终通过探针选择、实验设计和理论模拟等系统研究实现了在0.5 M浓度以下的液体中对铁电极化的显微成像。同时,利用有限元分析模拟了探针在成像中遭遇的电场屏蔽效应,澄清了在高浓度和高导电液体中PFM成像困难的物理问题。这一技术的实现未来会对诸如水下电子器件性能的实时研究、生物压电活体分析和电化学实时探测等领域起到重要的推进作用。
二、无损检测技术在垂直Bridgman晶体生长中的应用（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、无损检测技术在垂直Bridgman晶体生长中的应用（论文提纲范文）
（1）碲锌镉材料缺陷评价技术及VGF生长技术的研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 引言 |
| 1.1 碲锌镉材料的特性和应用 |
| 1.2 碲锌镉单晶的生长方法 |
| 1.3 碲锌镉晶体中的扩展缺陷 |
| 1.3.1 位错缺陷 |
| 1.3.2 第二相缺陷 |
| 1.3.3 缺陷的相互作用 |
| 1.3.4 缺陷的检测 |
| 1.4 本文的主要研究内容 |
| 第2章 碲锌镉(111)A面缺陷动态腐蚀坑的基本特性 |
| 2.1 动态腐蚀观察技术 |
| 2.2 晶体材料的腐蚀理论 |
| 2.2.1 热力学理论 |
| 2.2.2 运动学理论 |
| 2.2.3 扩散理论 |
| 2.2.4 其他理论 |
| 2.3 动态腐蚀法观察碲锌镉衬底 |
| 2.3.1 样品和实验条件 |
| 2.3.2 腐蚀坑运动学特征 |
| 2.3.3 腐蚀坑运动学模型 |
| 2.4 缺陷的空间延伸特征 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 碲锌镉晶体位错缺陷的取向及其分布特征 |
| 3.1 位错线延伸方向的测定 |
| 3.1.1 坑尖的位移矢量 |
| 3.1.2 晶体学坐标系 |
| 3.1.3 位移矢量的晶体学方向表示 |
| 3.2 位错线延伸方向的分布 |
| 3.2.1 位错线延伸方向在极图上的分布 |
| 3.2.2 位错线延伸方向的分布特征 |
| 3.3 位错缺陷表征参数 |
| 3.3.1 不同{111}面上位错缺陷密度的比值(RDD) |
| 3.3.2 穿越材料表面的位错密度(DDPS)和位错线体密度(BDDL) |
| 3.4 (111)衬底A面和B面腐蚀坑的对应关系 |
| 3.5 本章小结 |
| 第4章 (112)B碲锌镉衬底缺陷腐蚀坑的特征 |
| 4.1 (112)B 面和(111)B 面 Everson腐蚀坑的关系 |
| 4.1.1 (112)B面Everson腐蚀坑的形状特征 |
| 4.1.2 第二相缺陷在(112)B面形成的Everson腐蚀坑 |
| 4.1.3 位错缺陷在(112)B面形成的Everson腐蚀坑 |
| 4.2 (112)B面腐蚀坑的穿越特征 |
| 4.3 (112)B 面和(111)B 面 Everson腐蚀坑密度关系 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 第二相缺陷的检测 |
| 5.1 检测系统介绍 |
| 5.2 3D检测方法 |
| 5.3 透射面域检测方法 |
| 5.3.1 第二相缺陷的透射图像特性 |
| 5.3.2 衬度传递函数理论 |
| 5.3.3 CTF阈值和检测参数的测定 |
| 5.3.4 透射面域法检测流程 |
| 5.4 亚微米第二相缺陷检测 |
| 5.5 本章小结 |
| 第6章 碲锌镉单晶生长和缺陷分布 |
| 6.1 VGF单晶生长方法 |
| 6.1.1 VGF生长方法原理 |
| 6.1.2 温场移动速率 |
| 6.1.3 VGF单晶生长系统的研制 |
| 6.2 晶体生长数值仿真 |
| 6.2.1 仿真计算流程 |
| 6.2.2 固-液界面计算 |
| 6.2.3 Zn组分分凝 |
| 6.2.4 Cd Zn Te晶体生长仿真模型和参数 |
| 6.3 Cd Zn Te晶体生长用籽晶方向 |
| 6.4 VGF法生长碲锌镉晶体的初步结果 |
| 6.4.1 VGF法晶体生长结果 |
| 6.4.2 晶体性能参数测试 |
| 6.5 本章小结 |
| 第7章 总结与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（2）熔体法生长大尺寸有机掺杂晶体（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| §1.1 引言 |
| §1.2 大尺寸有机晶体的应用 |
| 1.2.1 高能射线探测领域 |
| 1.2.2 非线性光学太赫兹领域 |
| 1.2.3 微波激射器领域 |
| §1.3 熔体法生长大尺寸有机晶体 |
| 1.3.1 布里奇曼法 |
| 1.3.2 过冷熔体法 |
| 1.3.3 区熔法 |
| 1.3.4 提拉法 |
| 1.3.5 激光加热基座法 |
| 1.3.6 其它熔体法有机晶体生长技术 |
| §1.4 大尺寸有机掺杂晶体的研究进展 |
| 1.4.1 有机掺杂晶体概述 |
| 1.4.2 有机掺杂晶体在光学性能调控领域的研究进展 |
| 1.4.3 有机掺杂晶体在单分子光谱领域的研究进展 |
| 1.4.4 有机掺杂晶体在长余辉发光领域的研究进展 |
| §1.5 本论文选题的意义、目的和主要研究内容 |
| 参考文献 |
| 第二章 温区上移法晶体生长方法与设备 |
| §2.1 引言 |
| §2.2 温区上移晶体生长方法与设备 |
| 2.2.1 温区上移晶体生长方法 |
| 2.2.2 可视化晶体生长炉 |
| 2.2.3 第二代立式可视化晶体生长炉 |
| 2.2.4 坩埚设计 |
| §2.3 本论文设计的生长设备相比于传统布里奇曼技术的优缺点 |
| §2.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 对三联苯晶体的生长及性能研究 |
| §3.1 引言 |
| §3.2 实验材料及测试方法 |
| 3.2.1 实验材料 |
| 3.2.2 样品测试方法及设备 |
| §3.3 对三联苯原料提纯 |
| 3.3.1 溶液法提纯 |
| 3.3.2 气相法提纯 |
| 3.3.3 区熔法提纯 |
| 3.3.4 纯度表征 |
| §3.4 对三联苯晶体生长 |
| 3.4.1 生长温场测定 |
| 3.4.2 晶体生长 |
| 3.4.3 晶体加工 |
| §3.5 对三联苯晶体性能测试 |
| 3.5.1 密度测试 |
| 3.5.2 XRD测试 |
| 3.5.3 光学性能 |
| 3.5.4 荧光寿命及量子产率 |
| §3.6 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 并五苯掺杂对三联苯晶体的生长及性能研究 |
| §4.1 引言 |
| §4.2 实验材料及测试方法 |
| 4.2.1 实验材料 |
| 4.2.2 样品测试方法及设备 |
| §4.3 晶体生长 |
| 4.3.1 晶体生长 |
| 4.3.2 晶体生长优化 |
| 4.3.3 晶体形貌模拟 |
| 4.3.4 晶体加工 |
| §4.4 晶体质量表征 |
| 4.4.1 高分辨XRD衍射 |
| 4.4.2 劳埃衍射 |
| §4.5 晶体性能表征 |
| 4.5.1 密度测试 |
| 4.5.2 XRD测试 |
| 4.5.3 拉曼光谱 |
| 4.5.4 光学性能 |
| §4.6 晶体有序的基质环境对掺杂分子发光性能的影响 |
| 4.6.1 掺杂分子在有序基质中的构型分析 |
| 4.6.2 有序基质对掺杂分子发光性能的影响 |
| §4.7 不同并五苯掺杂浓度对晶体性能的影响 |
| 4.7.1 光学性能 |
| 4.7.2 荧光寿命 |
| 4.7.3 磁学性能 |
| §4.8 激发寿命和物理性能的调控 |
| 4.8.1 晶体激发态寿命的调控 |
| 4.8.2 磁学性能的调控 |
| §4.9 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 有机长余辉掺杂晶体的生长及性能研究 |
| §5.1 引言 |
| §5.2 实验材料及测试方法 |
| 5.2.1 实验材料 |
| 5.2.2 样品测试方法及设备 |
| §5.3 不同掺杂分子有机长余辉掺杂晶体 |
| 5.3.1 不同掺杂分子BP、BBP、DBBP掺杂对三联苯晶体 |
| 5.3.2 性能表征 |
| §5.4 不同基质有机长余辉掺杂晶体 |
| 5.4.1 BBP掺杂不同主体基质晶体 |
| 5.4.2 性能表征 |
| §5.5 不同掺杂浓度对长余辉性能的影响 |
| 5.5.1 不同BBP掺杂浓度的有机长余辉晶体 |
| 5.5.2 不同BBP掺杂浓度对掺杂晶体性能的影响 |
| §5.6 有机长余辉产生机理的探究 |
| 5.6.1 有序晶体基质的影响 |
| 5.6.2 掺杂晶体长余辉产生机理 |
| §5.7 有机长余辉掺杂晶体的应用演示 |
| 5.7.1 有机长余辉掺杂晶体在信息加密方面的应用演示 |
| 5.7.2 有机长余辉掺杂晶体在防伪标识方面的应用演示 |
| §5.8 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| §6.1 主要结论 |
| §6.2 主要创新点 |
| §6.3 有待继续开展的工作 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的论文 |
| 攻读学位期间所获荣誉与奖励 |
| 攻读学位期间参加的会议 |
| 附件 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（3）In掺杂CdTeSe晶体生长与缺陷调控（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 1 绪论 |
| 1.1 引言 |
| 1.2 CdTeSe晶体的物理性能 |
| 1.2.1 晶体结构 |
| 1.2.2 晶体能带结构 |
| 1.2.3 晶体伪二元相图 |
| 1.3 CdTeSe晶体研究现状 |
| 1.3.1 晶体的制备方法 |
| 1.3.2 Se元素的B位取代原理 |
| 1.3.3 CdTeSe晶体发展现状 |
| 1.4. CdTeSe晶体掺杂研究 |
| 1.5. CdTeSe晶体中的缺陷能级 |
| 1.5.1 晶界/孪晶 |
| 1.5.2 Te夹杂/沉淀 |
| 1.6. 选题的背景及意义 |
| 1.7 本文的研究思路及内容 |
| 2 实验方法及原理 |
| 2.1 晶体生长工艺设计 |
| 2.1.1 晶体生长方法 |
| 2.1.2 晶体生长设备 |
| 2.2 晶体的加工处理 |
| 2.2.1 晶体切片 |
| 2.2.2 晶片表面处理 |
| 2.3 晶体测试分析方法 |
| 2.3.1 X射线衍射分析 |
| 2.3.2 晶锭中元素分布及其含量分析 |
| 2.3.3 红外透过光谱测试 |
| 2.3.4 紫外-可见-近红外光谱测试 |
| 2.3.5 光致发光测试 |
| 2.3.6 红外透过显微镜观察Te夹杂/沉淀相 |
| 2.3.7 Raman光谱测试 |
| 2.3.8 电流-电压测试 |
| 2.3.9 电流-时间测试 |
| 3 In掺杂CdTeSe晶体生长研究 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 CdTeSe晶体生长工艺 |
| 3.2.1 坩埚处理 |
| 3.2.2 配料及封装 |
| 3.2.3 多晶料合成 |
| 3.2.4 Te过量法生长CdTeSe单晶 |
| 3.3 晶体质量分析 |
| 3.3.1 晶体宏观形貌分析 |
| 3.3.2 晶体结构分析 |
| 3.3.3 分凝研究 |
| 3.4 CdTeSe晶体的In掺杂浓度 |
| 3.5 本章小结 |
| 4 CdTeSe晶体光电性能研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 CdTeSe晶体光学性能研究 |
| 4.2.1 UV-Vis-NIR透过光谱分析 |
| 4.2.2 红外透过光谱分析 |
| 4.2.3 晶体中的富Te相 |
| 4.3 CdTeSe晶体电学性能研究 |
| 4.3.1 电极制备 |
| 4.3.2 I-V特性分析 |
| 4.3.3 I-t特性分析 |
| 4.3.4 载流子传输性能分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 晶体缺陷能级分析及调控 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 Raman光谱分析 |
| 5.3 光致发光谱特性分析 |
| 5.3.1 10k下CdTeSe晶体的典型PL谱分析 |
| 5.3.2 CdTeSe晶体的变温PL谱分析 |
| 5.4 CdTeSe晶体缺陷能级分析 |
| 5.4.1 PL峰位与温度的变化关系 |
| 5.4.2 积分强度与温度的变化关系 |
| 5.5 CdTeSe晶体缺陷调控 |
| 5.6 本章小结 |
| 6 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文及成果 |
| 致谢 |
（4）二维材料MoTe2的晶体生长、光电及太赫兹调制性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 二维(Two-dimensional,2D)层状材料概论 |
| 1.1.1 二维层状材料分类 |
| 1.1.2 二维层状材料国内外研究进展 |
| 1.2 过渡金属硫族化合物(TMDCs) MoTe_2简介 |
| 1.2.1 MoTe_2结构及特性 |
| 1.2.2 MoTe_2制备方法 |
| 1.2.3 MoTe_2研究现状及应用前景 |
| 1.2.4 基于MoTe_2范德瓦尔斯异质结的研究进展 |
| 1.2.5 MoTe_2晶体结构相变及其调控方法 |
| 1.3 太赫兹(THz)光谱技术 |
| 1.3.1 太赫兹波简介 |
| 1.3.2 太赫兹时域光谱(THz-TDS)系统及其原理 |
| 1.3.3 TMDCs的太赫兹性能研究进展 |
| 1.3.4 基于TMDCs的太赫兹全光调制器研究进展 |
| 1.4 二维TMDCs中的载流子动力学 |
| 1.4.1 载流子行为探测的理论基础 |
| 1.4.2 二维材料载流子动力学研究进展 |
| 1.4.3 二维材料载流子行为调控 |
| 1.5 本论文研究目的、意义和内容 |
| 1.5.1 研究目的和意义 |
| 1.5.2 本论文的主要研究内容 |
| 1.6 参考文献 |
| 第二章 2H-MoTe_2单晶生长及其光电性能 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 助熔剂法生长2H-MoTe_2体块单晶 |
| 2.2.1 助熔剂的选择 |
| 2.2.2 2H-MoTe_2体块单晶的生长 |
| 2.3 2H-MoTe_2晶体基本性质表征 |
| 2.4 2H-MoTe_2的电学性能 |
| 2.4.1 基于2H-MoTe_2场效应晶体管的制备 |
| 2.4.2 电学性能测试 |
| 2.5 2H-MoTe_2光响应性能 |
| 2.6 本章小结 |
| 2.7 参考文献 |
| 第三章 基于MoTe_2/Si异质结的太赫兹全光调制器制备及其调制性能 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 液相剥离法制备2H-MoTe_2纳米片 |
| 3.2.1 2H-MoTe_2纳米片制备过程 |
| 3.2.2 2H-MoTe_2纳米片的表征 |
| 3.3 MoTe_2/Si异质结的制备以及表征 |
| 3.4 太赫兹时域光谱系统的搭建 |
| 3.5 MoTe_2/Si异质结太赫兹调制性能 |
| 3.5.1 全光调制泵浦激光的选择 |
| 3.5.2 MoTe_2/Si调制器性能测试结果与讨论 |
| 3.5.3 MoTe_2/Si太赫兹调制器工作原理分析 |
| 3.6 本章小结 |
| 3.7 参考文献 |
| 第四章 光致MoTe_2相变(2H-1T')中的载流子动力学 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 光致MoTe_2相变以及表征 |
| 4.2.1 相变 |
| 4.2.2 光致MoTe_2相变过程 |
| 4.2.3 相变过程中的载流子动力学 |
| 4.3 2H-1T'相变过程中的瞬态载流子动力学过程 |
| 4.3.1 泵浦-探测(pump-probe)系统的搭建 |
| 4.3.2 相变过程中的瞬态载流子动力学过程 |
| 4.4 本章小结 |
| 4.5 参考文献 |
| 第五章 总结与展望 |
| 5.1 工作总结 |
| 5.2 创新点 |
| 5.3 有待开展的工作 |
| 致谢 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 附件 |
| 学位论文评阅及答辩情况表 |
（5）中子探测用Cs2LiYCl6:Ce晶体生长与闪烁性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 文献综述 |
| 1.1 无机闪烁晶体的背景概述 |
| 1.1.1 无机闪烁晶体的闪烁机理 |
| 1.1.2 中子激发下闪烁晶体的闪烁机理 |
| 1.1.3 无机闪烁晶体的应用领域 |
| 1.1.4 中子探测用无机闪烁体的研究进展 |
| 1.2 钾冰晶石型闪烁晶体及其研究现状 |
| 1.2.1 钾冰晶石类闪烁体的晶体结构 |
| 1.2.2 CLYC晶体的闪烁性能 |
| 1.2.3 CLYC:Ce晶体的闪烁发光机制 |
| 1.2.4 晶体生长 |
| 1.3 选题依据 |
| 1.4 主要研究内容 |
| 1.4.1 晶体组分的探究 |
| 1.4.2 晶体生长工艺的研究 |
| 1.4.3 晶体闪烁性能的研究和优化 |
| 第二章 CLYC晶体的生长工艺探索 |
| 2.1 CLYC晶体生长 |
| 2.1.1 实验前的准备工作 |
| 2.1.2 坩埚下降法晶体生长 |
| 2.2 晶体生长参数的探索 |
| 2.2.1 坩埚形状确定 |
| 2.2.2 化料温度 |
| 2.2.3 下降速率 |
| 2.2.4 降温速率 |
| 2.2.5 温度梯度 |
| 2.3 测试设备 |
| 2.3.1 X射线衍射分析 |
| 2.3.2 光学透过光谱和吸收光谱 |
| 2.3.3 荧光光谱 |
| 2.3.4 X射线激发发射谱 |
| 2.3.5 γ射线激发下的多道能谱和衰减时间谱 |
| 第三章 基质组分对于CLYC晶体的生长及闪烁性能的影响 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 实验设置 |
| 3.3 晶体生长结果及闪烁性能测试 |
| 3.3.1 晶体生长结果及物相分析 |
| 3.3.2 透过及吸收光谱 |
| 3.3.3 荧光光谱 |
| 3.3.4 X射线激发发射谱 |
| 3.3.5 多道能谱 |
| 3.3.6 衰减时间谱 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 Ce~(3+)掺杂浓度对CLYC闪烁性能的影响 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 晶体生长结果和光学及闪烁性能的表征 |
| 4.2.1 晶体生长结果 |
| 4.2.2 晶体中实际Ce~(3+)离子含量 |
| 4.2.3 透过光谱及吸收光谱 |
| 4.2.4 荧光光谱 |
| 4.2.5 X射线激发发射谱 |
| 4.2.6 伽马射线多道能谱 |
| 4.2.7 衰减时间谱 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 Ca或 Sr共掺杂对CLYC:Ce晶体闪烁性能的影响 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验设计 |
| 5.3 晶体生长结果和性能表征 |
| 5.3.1 晶体生长结果 |
| 5.3.2 透过光谱 |
| 5.3.3 X射线激发发射谱 |
| 5.3.4 多道能谱 |
| 5.3.5 衰减时间曲线及拟合 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 结论与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（6）InxGa1-xSb空间晶体生长机理分析及地面晶体生长研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 In_xGa_(1-x)Sb合金半导体 |
| 1.1.1 晶格常数与禁带宽度 |
| 1.1.2 In_xGa_(1-x)Sb合金半导体及其应用 |
| 1.2 晶体材料生长技术 |
| 1.3 对流与空间晶体生长 |
| 1.3.1 对流 |
| 1.3.2 In_xGa_(1-x)Sb空间晶体生长 |
| 1.4 成分过冷与激光加热 |
| 1.4.1 分凝与成分过冷 |
| 1.4.2 激光加热 |
| 1.5 选题意义 |
| 第2章 激光浮区法晶体生长平台 |
| 2.1 腔体 |
| 2.2 激光加热系统 |
| 2.3 位置控制系统 |
| 2.4 实时观察与测量系统 |
| 第3章 材料制备与表征 |
| 3.1 实验原料与规格 |
| 3.2 主要实验设备 |
| 3.3 样品表征 |
| 3.3.1 SEM-EBSD |
| 3.3.2 X射线衍射分析 |
| 3.3.3 劳厄相机 |
| 3.3.4 电学性能测试 |
| 第4章 In_xGa_(1-x)Sb晶体的空间制备及生长机理分析 |
| 4.1 实践十号In_xGa_(1-x)Sb晶体研究背景 |
| 4.2 实践十号In_xGa_(1-x)Sb样品制备与表征 |
| 4.2.1 实践十号In_xGa_(1-x)Sb空间晶体生长前准备工作 |
| 4.2.2 实践十号In_xGa_(1-x)Sb空间晶体生长 |
| 4.3 实践十号In_xGa_(1-x)Sb样品实验结果讨论 |
| 4.3.1 微重力对成分均匀性及晶体生长速度的影响 |
| 4.3.2 微重力对晶体质量的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 激光浮区法制备In_xGa_(1-x)Sb晶体 |
| 5.1 激光浮区法制备In_xGa_(1-x)Sb晶体研究背景 |
| 5.2 激光浮区法制备In_xGa_(1-x)Sb样品制备与表征 |
| 5.3 激光浮区法制备In_xGa_(1-x)Sb样品实验结果讨论 |
| 5.3.1 多晶原料棒表征结果讨论 |
| 5.3.2 In_xGa_(1-x)Sb三元晶体生长结果讨论 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（7）坩埚下降法CaF2基晶体生长的数值模拟及缺陷研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 CaF_2基晶体的性质与应用 |
| 1.1.1 CaF_2晶体 |
| 1.1.2 Nd~(3+):Ca F2/SrF_2激光晶体 |
| 1.2 CaF_2基晶体的生长方法 |
| 1.3 CaF_2基晶体中的缺陷 |
| 1.3.1 点缺陷 |
| 1.3.2 线缺陷 |
| 1.3.3 面缺陷与体缺陷 |
| 1.4 晶体生长的数值模拟 |
| 1.5 选题依据及研究内容 |
| 第二章 实验部分 |
| 2.1 晶体生长 |
| 2.2 测试表征 |
| 2.2.1 缺陷检测方法 |
| 2.2.2 成分分析 |
| 2.2.3 光谱性能表征 |
| 2.2.4 激光性能测试 |
| 第三章 影响CaF_2基晶体光学性能的点缺陷 |
| 3.1 CaF_2晶体中的杂质离子 |
| 3.1.1 Ce~(3+)离子及其对CaF_2透过率的影响 |
| 3.1.2 Pb~(2+)离子及其对CaF_2透过率的影响 |
| 3.2 掺杂引入的点缺陷 |
| 3.2.1 溶质的分凝特性研究 |
| 3.2.2 三掺CaF_2晶体的光谱性能 |
| 3.3 本章小结 |
| 第四章 晶体中的条纹与散射点 |
| 4.1 晶体中条纹的本质及成因 |
| 4.1.1 位错滑移带引起的平行条纹 |
| 4.1.2 小角度晶界引起的脉络状条纹 |
| 4.2 晶体中的散射点 |
| 4.2.1 CaF_2晶体中的散射点 |
| 4.2.2 Nd~(3+),Gd~(3+):SrF_2晶体中的散射点 |
| 4.3 本章小结 |
| 第五章 晶体生长的数值模拟 |
| 5.1 数学模型 |
| 5.1.1 主控方程 |
| 5.1.2 边界条件 |
| 5.1.3 湍流模型 |
| 5.2 数值模型的完善 |
| 5.2.1 CaF_2晶体内部辐射对温度场、流场的影响 |
| 5.2.2 CaF_2熔体内部辐射对温度场、流场的影响 |
| 5.2.3 不同晶体生长阶段的模拟 |
| 5.3 温场的改进与优化 |
| 5.3.1 低温区结构参数对温度场与应力场的影响 |
| 5.3.2 梯度区结构参数对温度场与应力场的影响 |
| 5.4 本章小结 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 结论 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
（8）大尺寸Al2O3/YAG:Ce3+共晶陶瓷的水平定向凝固法生长与性能研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究目的和意义 |
| 1.2 氧化铝基共晶陶瓷的分类、微观结构及生长方法 |
| 1.2.1 氧化铝基共晶陶瓷的分类 |
| 1.2.2 共晶陶瓷的微观结构 |
| 1.2.3 共晶陶瓷的生长方法 |
| 1.3 Al_2O_3/YAG:Ce~(3+)共晶陶瓷各组成相及元素的基本性质 |
| 1.4 国内外研究现状 |
| 1.4.1 微观形貌与力学性能研究现状 |
| 1.4.2 光学性能研究现状 |
| 1.5 本文主要研究内容 |
| 第2章 共晶陶瓷凝固原理及研究方法 |
| 2.1 二元共晶陶瓷凝固原理 |
| 2.2 水平定向凝固法生长共晶陶瓷的原理、装置及原料 |
| 2.2.1 共晶陶瓷的生长原理及过程 |
| 2.2.2 共晶陶瓷生长设备—IKAK-2型晶体生长炉 |
| 2.2.3 坩埚的选择 |
| 2.2.4 实验原材料 |
| 2.3 测试表征方法 |
| 2.3.1 测试样品的加工制备 |
| 2.3.2 组织结构表征 |
| 2.3.3 力学与热学性能表征 |
| 2.3.4 光学性能表征 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 Al_2O_3/YAG:Ce~(3+)共晶陶瓷制备及组织结构研究 |
| 3.1 水平定向凝固法制备Al_2O_3/YAG:Ce~(3+)共晶陶瓷 |
| 3.1.1 预烧料的制备 |
| 3.1.2 Al_2O_3/YAG:Ce~(3+)共晶陶瓷的制备 |
| 3.2 Al_2O_3/YAG:Ce~(3+)共晶陶瓷的晶体结构 |
| 3.2.1 Al_2O_3/YAG:Ce~(3+)共晶陶瓷的XRD分析 |
| 3.2.2 Al_2O_3/YAG:Ce~(3+)共晶陶瓷的XPS分析 |
| 3.3 Al_2O_3/YAG:Ce~(3+)共晶陶瓷的微观形貌 |
| 3.3.1 Al_2O_3/YAG:Ce~(3+)共晶陶瓷的二维微观形貌 |
| 3.3.2 Al_2O_3/YAG:Ce~(3+)共晶陶瓷的三维微观形貌 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 Al_2O_3/YAG:Ce~(3+)共晶陶瓷热学及力学性能研究 |
| 4.1 Al_2O_3/YAG:Ce~(3+)共晶陶瓷的基本热学和力学参数 |
| 4.1.1 热膨胀系数和Al_2O_3相残余应力 |
| 4.1.2 维氏硬度、杨氏模量和断裂韧性 |
| 4.1.3 高温辐射谱和高温稳定性 |
| 4.2 Al_2O_3/YAG:Ce~(3+)共晶陶瓷不同温度下弯曲及压缩强度研究 |
| 4.2.1 弯曲强度测试分析 |
| 4.2.2 压缩强度测试分析 |
| 4.3 烧结共晶陶瓷的制备及力学性能研究 |
| 4.3.1 烧结共晶陶瓷的制备 |
| 4.3.2 烧结共晶陶瓷的弯曲和压缩强度 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 Al_2O_3/YAG:Ce~(3+)共晶陶瓷光学性能研究及应用 |
| 5.1 Al_2O_3/YAG:Ce~(3+)共晶陶瓷的光谱学性质 |
| 5.2 Al_2O_3/YAG:Ce~(3+)共晶陶瓷在白光LED中的应用 |
| 5.2.1 Al_2O_3/YAG:Ce~(3+)共晶陶瓷的封装 |
| 5.2.2 Al_2O_3/YAG:Ce~(3+)共晶陶瓷片透过率对白光LED性能的影响 |
| 5.3 界面散射可提高白光LED光效的验证 |
| 5.3.1 均匀Ce:Y_2O_3亚微米球型粉体的合成 |
| 5.3.2 透明YAG:Ce~(3+)陶瓷的制备 |
| 5.3.3 透明YAG:Ce~(3+)陶瓷封装的白光LED的性能 |
| 5.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读博士学位期间发表的论文及其他成果 |
| 致谢 |
| 个人简历 |
（9）GaN体单晶的氨热法生长及物性研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 Ⅲ族氮化物材料及器件的研究意义 |
| 1.2 GaN材料的特性 |
| 1.3 GaN单晶衬底的优势 |
| 1.4 GaN体单晶生长技术难点 |
| 1.5 论文研究思路及主要工作 |
| 第2章 GaN体单晶生长技术及测试方法 |
| 2.1 HVPE法生长技术 |
| 2.1.1 HVPE法技术特点 |
| 2.1.2 HVPE法生长GaN体单晶的进展 |
| 2.2 高压溶液法生长技术 |
| 2.2.1 高压溶液法技术特点 |
| 2.2.2 高压溶液法生长GaN体单晶进展 |
| 2.3 助熔剂法生长技术 |
| 2.3.1 助熔剂法技术特点 |
| 2.3.2 助熔剂法生长GaN体单晶进展 |
| 2.4 氨热法生长技术 |
| 2.4.1 氨热法技术特点 |
| 2.4.2 氨热法生长GaN体单晶进展 |
| 2.5 GaN体单晶不同生长方法对比 |
| 2.6 材料表征方法 |
| 2.7 本章小结 |
| 第3章 氨热法生长系统搭建与GaN体单晶生长探索 |
| 3.1 氨热法设备国际发展现状 |
| 3.2 氨热法GaN体单晶生长设备研制 |
| 3.3 氨热法生长过程的温场、流场模拟 |
| 3.4 设备压力稳定性验证 |
| 3.5 氨热法生长GaN的热力学过程 |
| 3.6 氨热法生长GaN的矿化剂优选 |
| 3.6.1 酸性矿化剂探索 |
| 3.6.2 碱性矿化剂KNH_2 |
| 3.6.3 KNH2矿化剂体系生长GaN体单晶 |
| 3.6.4 氨热法GaN体单晶点缺陷研究 |
| 3.7 本章小结 |
| 第4章 氨热法GaN体单晶生长习性研究 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 实验方法 |
| 4.3 实验结果与分析 |
| 4.4 本章小结 |
| 第5章 氨热法GaN体单晶应力分布研究 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 实验方法 |
| 5.3 实验结果与分析 |
| 5.4 本章小结 |
| 第6章 氨热法GaN体单晶侧向生长研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 氨热法GaN侧向生长应用 |
| 6.3 侧向生长区域的杂质浓度分布及其影响 |
| 6.4 实验方法 |
| 6.5 实验结果与分析 |
| 6.6 本章小结 |
| 第7章 全文总结及展望 |
| 7.1 全文总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在读期间发表的学术论文与取得的其他研究成果 |
（10）铁电晶格一级相变与极化特性的光谱-显微学研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 铁电晶体概论 |
| 1.2 铁电相变的热力学理论 |
| 1.3 铁电相变的拉曼光谱表征技术 |
| 1.4 扫描探针与压电力显微成像技术 |
| 1.5 本论文主要内容及研究意义 |
| 1.5.1 一级不连续相变的拉曼散射特征研究 |
| 1.5.2 基于机器学习拉曼散射方法的物质相变研究 |
| 1.5.3 PFM技术在机电耦合成像上的发展 |
| 参考文献 |
| 第二章 铁电一级不连续相变的拉曼散射特征研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 铁电晶体制备和拉曼光谱表征方法 |
| 2.2.1 铌酸钾钠基单晶制备方法 |
| 2.2.2 拉曼光谱数据采集与分析方法 |
| 2.3 一级相变的拉曼散射判据理论基础 |
| 2.3.1 声子频率 |
| 2.3.2 偏振拉曼散射强度 |
| 2.3.3 退偏比 |
| 2.3.4 铁电一级相变过程自发极化与拉曼散射强度的关系 |
| 2.4 拉曼散射研究一级相变的实验验证 |
| 2.4.1 声子频率的温度依赖性 |
| 2.4.2 偏振拉曼散射与一级相变的不连续性验证 |
| 2.4.3 基于拉曼光谱分析铁电畴结构 |
| 2.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第三章 原位研究K_(0.5)Na_(0.5)NbO_3 基单晶一级相变的结构特性 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 铌酸钾钠单晶制备和原位表征技术细节 |
| 3.3 一级相变中晶格结构与畴演化过程研究 |
| 3.3.1 实验基础 |
| 3.3.2 基于拉曼光谱的单晶结构和相变研究 |
| 3.3.3 铁电一级相变的自发极化与畴结构研究 |
| 3.4 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第四章 基于拉曼散射和机器学习方法研究铁电结构相变 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 单晶生长、拉曼光谱集和分类模型建立基础 |
| 4.3 基于拉曼光谱集的机器学习模型的建立 |
| 4.4 基于拉曼光谱集的机器学习模型的性能分析与优化 |
| 4.5 基于拉曼光谱的相分类器模型的结构预测 |
| 4.6 主成分分析在本研究中的作用 |
| 4.7 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第五章 基于液下压电力显微技术的铁电极化特性成像 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 导电液体环境中PFM成像的实验设计 |
| 5.2.1 探针的选择与电学性能 |
| 5.2.2 模型铁电样品的选择 |
| 5.3 探究导电液体环境中PFM成像能力 |
| 5.4 机电耦合成像中电场屏蔽效应的理论建模和分析 |
| 5.5 本章小结 |
| 参考文献 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 主要研究成果总结 |
| 6.2 展望 |
| 附录Ⅰ 图表清单 |
| 附录Ⅱ 机器学习模型核心源代码 |
| 附录Ⅲ 攻读博士学位期间的科研成果及奖励 |
| 附录Ⅳ 致谢 |
四、无损检测技术在垂直Bridgman晶体生长中的应用（论文参考文献）
- [1]碲锌镉材料缺陷评价技术及VGF生长技术的研究[D]. 周昌鹤. 中国科学院大学(中国科学院上海技术物理研究所), 2021(01)
- [2]熔体法生长大尺寸有机掺杂晶体[D]. 崔双月. 山东大学, 2021(10)
- [3]In掺杂CdTeSe晶体生长与缺陷调控[D]. 王吉. 西安工业大学, 2021
- [4]二维材料MoTe2的晶体生长、光电及太赫兹调制性能研究[D]. 乔杰. 山东大学, 2020(08)
- [5]中子探测用Cs2LiYCl6:Ce晶体生长与闪烁性能研究[D]. 王绍涵. 中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所), 2020(03)
- [6]InxGa1-xSb空间晶体生长机理分析及地面晶体生长研究[D]. 方婧红. 中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所), 2020(04)
- [7]坩埚下降法CaF2基晶体生长的数值模拟及缺陷研究[D]. 李晓辉. 中国科学院大学(中国科学院上海硅酸盐研究所), 2020(03)
- [8]大尺寸Al2O3/YAG:Ce3+共晶陶瓷的水平定向凝固法生长与性能研究[D]. 刘洋. 哈尔滨工业大学, 2020(01)
- [9]GaN体单晶的氨热法生长及物性研究[D]. 李腾坤. 中国科学技术大学, 2020(01)
- [10]铁电晶格一级相变与极化特性的光谱-显微学研究[D]. 崔安阳. 华东师范大学, 2020(08)