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CdSiP2多晶合成的热力学研究

杨辉 , 朱世富 , 赵北君 , 陈宝军 , 何知宇 , 樊龙 , 刘光耀 , 王小元

人工晶体学报

采用离子型化合物函数模型,对CdSia2多晶合成过程的反应焓、熵、Gibbs自由能以及化学平衡常数等热力学参数进行了计算,在1473 K合成CdSiP2多晶时,系统的焓变△rHT <0,熵增加值△rSr为负,Gibbs自由能△rGT=-29.68 kJ/mol,平衡常数KT=11.289.结果表明:在1473 K合成CdSiP2多晶,化合反应速率很大,反应充分,产物生成率高,系统趋于稳定.根据计算结果提供的温度1473 K进行CdSiP2多晶合成实验,获得了外观呈紫红色,完整致密的多晶锭,经X射线衍射和光电子能谱分析表明,合成产物为高纯、单相的CdSiP2多晶材料.采用合成的多晶料为原料进行单晶生长,获得了结晶性较好的CdSiP2单晶体.

关键词: CdSiP2 , 热力学参数 , 多晶合成 , 单晶生长

磷硅镉多晶合成的防爆工艺研究

刘光耀 , 朱世富 , 赵北君 , 陈宝军 , 何知宇 , 樊龙 , 杨辉 , 王小元

人工晶体学报

分析了磷硅镉(CdSiP2)多晶合成过程中产生爆炸的原因.采用双层石英安瓿作为反应容器和低温区域在炉管中部的合成炉.在合成低温阶段采用气相输运技术使原料分步反应,防止P蒸气压过高引起爆炸,在合成高温阶段采用机械振荡与熔体温度振荡相结合的方法使元素化合反应充分、完全,避免了合成中间产物聚集引起容器爆炸,成功合成出了完整、光滑、致密的CdSiP2多晶锭.采用X射线衍射(XRD)对多晶锭进行分析,结果表明:合成材料为高纯单相的CdSiP2多晶体,为CdSiP2单晶体的生长奠定了可靠基础.

关键词: 磷硅镉 , 双层石英安瓿 , 低温气相输运

CdSiP2多晶杂相分析与合成工艺改进

王小元 , 朱世富 , 赵北君 , 陈宝军 , 何知宇 , 樊龙 , 杨辉 , 刘光耀

人工晶体学报

以高纯(6N) Cd、Si、P单质为原料,按CdSiP2化学计量比并适当富磷配料,采用传统气相输运法合成出CdSiP2多晶.X射线衍射(XRD)分析及Rietveld全谱拟合精修结果表明合成产物中含有微量SiP和CdP2杂相,分析了杂相产生的原因.针对存在的问题改进合成工艺,引入高温熔体机械和温度振荡以及分步控温冷却等新工艺,获得了外观完整、内部致密均匀的CdSiP2多晶.XRD及能量色散谱仪(EDS)分析结果表明,合成产物为高纯单相CdSiP2多晶,为高质量单晶体的生长奠定了可靠基础.以改进工艺获得的CdSiP2多晶为原料生长出质量较好的单晶体,厚度为2mm的晶片样品在1500 ~ 7000 cm-1范围内的红外透过率在45%以上,计算出晶体的禁带宽度为2.09 eV.

关键词: CdSiP2 , 多晶合成 , 红外透过率

碘化铯薄膜光阴极的研究进展

樊龙 , 黎宇坤 , 陈韬 , 李晋 , 杨志文 , 袁铮 , 邓博 , 曹柱荣 , 胡昕

无机材料学报 doi:10.15541/jim20140346

碘化铯(CsI)薄膜因对X射线及紫外光具有高的光电转换效率而倍受关注。在核物理、高能物理以及天体物理研究的推动下,研制高量子效率(QE)、性能稳定的CsI薄膜光阴极成为了近年来研究的热点。然而,目前人们对某些影响其性能的因素还不完全清楚或确定。本文综述了CsI薄膜光阴极的最新研究进展,总结了影响QE的因素和光阴极的老化机理,重点关注了一些存在争议的问题,并对其研究发展方向进行了探讨。

关键词: CsI薄膜 , 光阴极 , 量子效率 , 受潮老化 , 辐照老化 , 综述

ZnO晶体Al杂质与Zn间隙共存的复合缺陷研究

曾体贤 , 胡永琴 , 杨辉 , 王茂州 , 张敏 , 樊龙 , 吴卫东

人工晶体学报

利用第一性原理,研究了ZnO晶体Al杂质与Zn间隙共存的复合缺陷(AlZnZni)电子结构和光学性质.计算结果显示,AlZnZni复合缺陷的形成能为-3.180 eV,较低的形成能表明这种缺陷容易形成;复合缺陷使ZnO晶体的能带整体下移,带隙减小,价带区域展宽;电子能带结构的变化对ZnO的光学性质在低能产生了重要影响,主要表现在:介电函数虚部往低能方向移动且强度显著增强,使得ZnO表现出简并半导体的特性;复合缺陷导致ZnO晶体光学吸收边缘产生了红移,可见光区的吸收系数增大,透过率降低.

关键词: ZnO , 第一性原理 , 复合缺陷

硫镓银晶体的定向切割

樊龙 , 朱世富 , 赵北君 , 陈宝军 , 何知宇 , 杨胜伟

人工晶体学报

研究了一种准确、简捷定向切割硫镓银(AgGaS2)晶体的新方法.利用晶体结构特点,从AgGaS2晶体上解理出两个不平行的{101}晶面,结合其晶面间夹角关系和标准极图,确定出晶体的C轴方向.然后,以C轴为基准,按相位匹配角度对晶体进行切割,得到器件的通光面.再对切割出的器件初样进行加工和采用X射线衍射修正,获得了10 mm×10 mm×20 mm的AgGaS2晶体光参量振荡(OPO)器件.新方法对AgGaS2晶体进行定向切割加工,精度高、操作简便、重复性好,不仅可用于AgGaS2晶体的定向切割,而且可用于其它一些具有类似结构晶体的定向切割.

关键词: AgGaS2晶体 , 定向切割 , 标准极图 , X射线衍射 , OPO器件

硫镓银晶体(112)面蚀坑形貌研究

杨胜伟 , 朱世富 , 赵北君 , 陈宝军 , 袁泽锐 , 樊龙

人工晶体学报

本文报道了一种能在室温下对硫镓银晶体(112)面进行择优腐蚀的新腐蚀液配方,采用新腐蚀液对改进的Bridgman法生长的AgGaS2晶体进行腐蚀,用扫描电镜对蚀坑进行了观察,得到了清晰的(112)面蚀坑形貌,形状为三角锥形.初步解释了蚀坑的形成原因.AgGaS2晶体低指数的{100}面的腐蚀速度较慢,在腐蚀过程中逐渐显露出来,最终使晶体(112)面呈现出三角锥形蚀坑形貌.

关键词: 硫镓银 , 单晶体 , 蚀坑形貌 , SEM观察

硫镓银晶体的化学腐蚀研究

于鹏飞 , 朱世富 , 赵北君 , 陈宝军 , 何知宇 , 樊龙

人工晶体学报

采用改进的垂直布里奇曼(Bridgman)法自发成核生长AgGaS2晶体,在生长初期对生长安瓿籽晶袋进行上提回熔,生长出外观完整、无裂纹的大尺寸AgCaS2单晶体.采用XRD对晶体进行分析,获得了(112)、(001)和(101)面的高强度尖锐衍射峰.采用不同配比的腐蚀剂对晶体(101)、(112)及(001)晶面进行化学腐蚀,然后采用金相显微镜和扫描电镜观察,结果显示,(101)晶面蚀坑为清晰的近似三角形的四边形蚀坑,(112)晶面蚀坑为清晰的近似三角锥形,(001)晶面则呈现互相垂直的腐蚀线.初步分析了不同蚀坑的形成原因,计算出(101)和(112)面蚀坑密度约为105/cm2数量级.结果表明,改进方法生长出的大尺寸AgGaS2单晶体结构完整、位错密度低,质量较好.

关键词: AgGaS2晶体 , 垂直布里奇曼法 , 化学腐蚀 , 蚀坑形貌

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