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光学浮区法生长掺锡氧化镓单晶及性能研究

张小桃 , 谢建军 , 夏长泰 , 张晓欣 , 肖海林 , 赛青林 , 户慧玲

人工晶体学报

作为垂直结构的GaN基LED新型衬底材料,β-Ga2 O3单晶已经引起了人们的广泛关注.β-Ga2O3单晶的导电性是通过掺杂来实现的,Sn4掺入是其中一种很好提高-Ga2O3导电性的方法.利用光学浮区法生长了尺寸为5×20 mm2,掺杂浓度为10%的掺锡氧化镓单晶(Sn∶ β-Ga2O3),并对Sn∶ β-Ga2O3单晶的缺陷密度、导电和荧光光谱特性进行了研究.结果表明:实验制得Sn∶β-Ga2O3样品的线缺陷约为6.51×105/cm2,掺入Sn4+杂质后β-Ga2 O3的电导率增加,样品的最高电导率为2.210 S/cm,同时Sn4+的掺入会抑制β-Ga2O3的红绿光发射.

关键词: Sn∶β-Ga2O3 , 浮区法 , 电导率 , 荧光光谱

Cr3+掺杂Al2O3-YAG共晶的生长及光谱性能研究

赛青林 , 夏长泰 , 狄聚青 , 王璐璐

人工晶体学报

采用光学浮区法成功地生长出了质量良好的共晶.通过XRD分析,确认了共晶组成中仅含有Al2O3和YAG两种晶相,发现随着Cr的掺入,两相的晶胞参数相对于纯单晶略有增大.通过SEM观察发现共晶组织中两种晶相无序交错排布,共晶间距约10 μm左右.测量了室温下掺Cr共晶的吸收光谱、激发光谱和发射光谱.在402nm和556nm的激发波长下,共晶的发射谱均表现出了较好的R线发射,并在掺杂浓度达到0.4 wt%时达到极大值.其激发谱与吸收谱峰位基本一致,说明从激发态向基态跃迁时,发生无辐射跃迁的概率很小.通过与两种单晶的光谱的对比,确认进入Al2O3中八面体的Cr3+在共晶的光谱性质中起主要作用.

关键词: 共晶 , 浮区法 , 吸收光谱 , 激发光谱 , 发射光谱

(Y0.99-xCe0.01Gdx)3Al5O12-Al2O3共晶的生长和性能研究

吕正勇 , 施鹰 , 殷录桥 , 夏长泰 , 赛青林 , 狄聚青

人工晶体学报

采用光学浮区法生长了质量较好(Y0.99-xCe0.01Gdx)3Al5O12-Al2O3共晶,直径约为7 mm,长度约为25 mm.通过XRD分析,结果表明共晶中只有Al2O3和YAG两种晶相;通过SEM观察表明,两种晶相在三维空间交错生长,形成自生互穿网络结构,共晶间距为10 μm左右.在室温下,进行了发射光谱和荧光寿命的测试,发现随着Gd3+浓度的增加,发射光谱发生了红移,最大发射波长从555 nm移至570 nm,荧光寿命为65 ns附近,并测试了共晶荧光体与大功率蓝光芯片匹配所得的光色性能.

关键词: (Y0.99-xCe0.01Gdx)3Al5O12-Al2O3共晶 , 浮区法 , 发射光谱

Pr∶Lu3Al5O12闪烁晶体生长及光学性能研究

崔宏伟 , 陈建玉 , 丁雨憧 , 狄聚青 , 赛青林 , 赵广军

人工晶体学报

本文通过优化晶体生长工艺,采用提拉法生长了浓度分别为0.5at%、1at%和3at%系列高质量Pr3+掺杂Lu3Al5O12晶体.通过ICP、透射光谱、荧光光谱等系统研究了晶体性能.结果表明:Pr∶ LuAG晶体在紫外光范围内有较强吸收峰;X射线激发荧光峰较光致激发荧光峰发生蓝移;随掺杂浓度的提高,晶体中pr3+的浓度成比例提高,同时晶体的透过率及荧光光谱强度都有相应提高.

关键词: Pr∶LuAG晶体 , 晶体生长 , 光学性能

宽禁带半导体β-Ga2O3单晶的研究进展

张宏哲 , 王林军 , 夏长泰 , 赛青林 , 肖海林

人工晶体学报

本论文综述了宽禁带半导体β-Ga2O3材料的研究进展,包括晶体结构,生长方法,掺杂离子,光学性质和电学性质.β-Ga2O3可以作为GaN基LEDs的潜在衬底,同时它也在MOSFET和紫外光探测器方面有着重要的应用前景.

关键词: β-Ga2O3 , 晶体生长 , LED , MOSFET , 紫外光探测器

光学浮区法生长Si∶β-Ga2O3单晶及其光谱研究

王璐璐 , 夏长泰 , 赛青林 , 狄聚青 , 牟菲

人工晶体学报

采用浮区法生长了质量较好的Si∶β-Ga2O3单晶,直径约为8mm,长度约为2 cm.进行了X射线粉末衍射和X射线荧光分析,结果表明所得Si∶β-Ga2O3单晶属于单斜晶系,而且Si确实进入了β-Ga2O3格位中;在室温下测试了Si∶β-Ga2O3吸收光谱,吸收截止边约为255 nm,并分析了退火对吸收截止边的影响;测试了荧光发射谱,研究了不同激发波长对其紫外及紫色波段发光的影响.

关键词: Si∶β-Ga2O3 , 浮区法 , 光谱

混晶β-(Al,Ga)2O3的禁带调节

肖海林 , 邵刚勤 , 赛青林 , 夏长泰 , 周圣明 , 易学专

无机材料学报 doi:10.15541/jim20160135

通过光学浮区法生长了不同浓度的β-(Al,Ga)2O3混晶.当Al3+掺杂浓度达到0.26的时候,晶体生长出现开裂现象.进行X射线衍射分析,结果表明所得β-(Al,Ga)2O3混晶保持了β-Ga2O3的晶体结构,晶体没有出现其他杂质相,并且随着Al3+浓度的增加,晶格常数a、b、c减小,β角增大;核磁共振光谱显示Al的确进入了Ga的格位并且取代了Ga的四配位和六配位格位,两者的比例约为1∶3.通过测试β-(Al,Ga)2O3混晶的透过光谱,得出β-(Al,Ga)2O3混晶的禁带调节范围为4.72~5.32 eV,扩大了β-Ga2O3晶体在更短波段的光电子探测器方面的应用.

关键词: β-Ga2O3 , Al3+ , 禁带宽度 , 半导体

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