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采用Bridgman法生长了二氧化碲(TeO2)晶体,运用光学显微镜、电子衍射光谱、化学腐蚀等方法分析了该方法生长TeO2晶体内部的缺陷.初步讨论了散射点、微裂纹、气泡和黑点、条纹以及腐蚀坑等微缺陷的形成机理.结果表明:晶体内部的散射点来自于原料中杂质,条纹主要是由于晶体内应力引起,晶体内的气泡和黑点和晶体生长的温度密切相关,并就如何减少这些微缺陷进行了初步探讨.

关键词: TeO2晶体 , 晶体缺陷 , Bridgman法 , 晶体生长 , 形成机理

氧化物晶体的成核机理与晶粒粒度

李汶军 , 施尔畏 , 郑燕青 , 陈之战 , 殷之文

无机材料学报

从微观动力学角度研究了晶粒的成核机理，认为晶粒的成核机理主要包括生长基元的形成，生长基元之间的氧桥合作用和Ｏ桥转变为ＯＨ桥．并从成核速度角度分析了影响晶粒粒度的主要原因，揭示了影响晶粒粒度的内部原因为生长基元的生成能、晶体的晶格能．由此总结出不同结构类型的氧化物粉体的晶粒粒度的相对大小．即具有ＣａＦ_２或ＴｉＯ_２结构的氧化物粉体的晶粒粒度比具有α－Ａｌ_２Ｏ_３结构的氧化物粉体的晶粒粒度小，具有α－Ａｌ_２Ｏ₃结构的氧化物粉体的晶粒粒度比具有六方ＺｎＳ结构的氧化物粉体的晶粒粒度小．合理地解释了由水热法制得的氧化物粉体的晶粒粒度差别较大的原因以及溶液的ｐＨ值、反应温度对晶粒粒度的影响．

关键词: 成核机理 , particle size , hydrothermal method

TiO₂和α-Al₂O₃晶体的生长习性

李汶军 , 郑燕青 , 施尔畏 , 陈之战 , 殷之文

无机材料学报

通过水热法制备粉体的实验观察到金红石、锐钛矿和а－Ａｌ_２Ｏ_３晶体的生长习性．采用配位多面体生长习性法则合理地解释了ＴｉＯ_２和а－Ａｌ_２Ｏ_３的生长习性．其主要结果为а－Ａｌ_２Ｏ_３晶体的生长习性为平板｛０００１｝，其各晶面的生长速度为：Ｖ_{｛０００１｝}＜Ｖ_{｛１１２３｝}＜Ｖ_{｛０１１２｝}＝Ｖ_{｛１１２０｝}＜Ｖ_{｛０１１０｝}。金红石的生长习性为柱状，其各晶面的生长速度为：Ｖ_{＜１１０＞}＜Ｖ_{＜１００＞}＜Ｖ_{＜１０１＞}＜Ｖ_{＜００１＞}＜Ｖ_{＜１１１＞}；锐钛矿的生长习性为四面体，其各晶面的生长速度为Ｋ_{＜０１０＞}＝Ｖ_{＜００１＞}＞Ｖ_{＜０１０＞}＞Ｖ_{＜１１１＞}．而ＰＢＣ理论很难合理地解释α－Ａｌ_２Ｏ_３晶体的生长习性．

关键词: TiO₂ , α-Al₂O₃ , growth habit , hydrothermal method

SiC单晶生长研究进展

陈之战 , 施尔畏 , 肖兵 , 庄击勇

材料导报

SiC单晶生长是一个引人注目的研究热点,受到各国政府、科研人员的广泛关注.本文综述了SiC单晶生长的研究进展,对目前广泛采用的PVT法进行了详细介绍,讨论了原料、籽晶、温度、温度梯度、载体气压对单晶生长和质量的影响.对今后的研究方向提出了看法.

关键词: SiC , 单晶生 , 长PVT法

原料对碳化硅单晶生长的影响

陈之战 , 施尔畏 , 肖兵 , 庄击勇

无机材料学报

研究了具有立方结构的碳化硅(β-SiC)粉料在单晶生长过程中的物相变化及对生长晶体均匀性、缺陷等的影响。实验发现,在晶体生长过程中原料的晶型转变和Si、C挥发不一致造成晶体沿生长方向存在一个Si/C摩尔比的最大值。晶体中的针孔等缺陷的形成与原料中的杂质和气相组分偏离Si/C=1摩尔比有关,并通过电子探针得到证实。

关键词: 碳化硅原料 , SiC single crystals , phase transition , Si/C ratio , pinhole

非磁性元素掺杂ZnO稀磁半导体研究进展

卓世异 , 刘学超 , 熊泽 , 陈之战 , 杨建华 , 施尔畏

人工晶体学报

ZnO基稀磁半导体的磁性来源和机理一直是研究的热点和难点.传统的磁性3d过渡族元素掺杂ZnO容易形成铁磁性的第二相,而非磁性元素掺杂可以很好的避免这一弊端,是研究稀磁半导体磁性来源和机理的理想体系.而且理论计算和实验方面已经报道了室温以上的铁磁性.本文从实验上和理论上综述了非磁性元素掺杂ZnO基稀磁半导体最近的研究进展.

关键词: 稀磁半导体 , ZnO , 非磁性元素掺杂 , 室温铁磁性

铝掺杂6H-SiC晶体拉曼光谱的温度特性研究

李祥彪 , 施尔畏 , 陈之战 , 肖兵

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2008.00238

采用物理气相传输法生长了Al掺杂和非掺杂的6H-SiC晶体, 测量了从室温到400℃的拉曼光谱. 由于晶体的热膨胀作用及光声子散射过程中的衰减, 导致两种样品的拉曼谱峰均向低波数移动, 并且发生展宽. 随着温度升高, Al掺杂样品中的等离子体激元增加, 使得样品中自由载流子浓度增大, 由于纵向声子与等离子体激元和自由载流子之间存在很强的耦合交互作用, 导致Al掺杂样品的A₁模强度显著降低而非掺杂样品几乎不变. 通过拉曼光谱与霍耳效应测量, 从理论和实验上分析了Al在高温下的激活行为及对自由载流子的贡献.

关键词: 碳化硅单晶 , high temperature Raman spectra , doping , free carrier

ZnO基稀磁半导体磁性机理研究进展

刘学超 , 陈之战 , 施尔畏 , 宋力昕

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2009.00001

稀磁半导体是指在非磁性化合物半导体中通过掺杂引入部分磁性离子所形成的一类新型功能材料.目前，稀磁半导体的磁性来源和机理一直是该领域的研究热点，掺杂的磁性离子通过怎样的交换方式实现铁磁性一直存有争议.本文对近几年来ZnO基稀磁半导体磁性机理研究进展作一综述，着重阐述了代表性的RRKY理论、平均场理论、双交换理论和磁极子理论，对实验和理论方面的热点和存在问题作一评价，对磁性理论的研究提出了新思路.

关键词: ZnO , diluted magnetic semiconductors , magnetism theory

水热条件下Cu2O的连生习性

陈之战 , 施尔畏 , 李汶军 , 郑燕青 , 仲维卓

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2001.04.009

Cu2O具有立方体、八面体、菱形十二面体、四角三八面体、三角三八面体等多种单形.其形貌特征因不同的制备方法而各异.本文首次发现在水热条件下,Cu2O出现取向连生的形貌特征.{100}面为连生面.利用负离子配位多面体生长基元理论模型成功地解释了这种现象.

关键词: 氧化亚铜 , 连生 , 负离子配位多面体 , 生长基元

籽晶辅助化学气相传输法生长ZnO单晶的特征研究

张华伟 , 施尔畏 , 陈之战 , 严成锋 , 陈博源

无机材料学报 doi:10.3724/SP.J.1077.2007.00907

采用籽晶辅助化学气相传输法生长得到φ32mm ZnO单晶体. X射线衍射表明晶体沿c轴方向生长, 结晶质量较好: 中心部位摇摆曲线半高宽47arcsec, 边缘部分为78.4arcsec. 利用Raman谱、光致发光谱等研究了ZnO晶体退火前后的缺陷和光学性质, 表明经氧气氛退火后晶体缺陷明显减少, 晶体质量进一步提高.

关键词: 氧化锌 , chemical vapor transport method , X-ray rocking curve , Raman spectrum , photoluminescence

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Bridgman法生长TeO2晶体的缺陷分析

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