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掺杂Nb2O5的热分析与晶体生长
摘要： 采用热分析、X射线粉末衍射和热力学模拟研究了Nb?O?–Ta?O?和Nb?O?–V?O?体系。这两个体系均可能形成固溶体，且分别含有一种中间化合物（VNb?O??或Ta?Nb?O??）。在常压下研究了纯五氧化二铌和五氧化二钽的相关系，发现这两种化合物都存在两种稳定的固态变体：五氧化二铌为单斜高温变体（H-Nb?O?）和正交低温变体（T-Nb?O?），五氧化二钽为四方高温形态（α-Ta?O?）和正交低温形态（β-Ta?O?）?；谡庑┙峁?，采用光学浮区法对两个体系中不同成分进行了晶体生长实验。
关键词： B2. 电介质材料，A2. 熔体生长，A1. 掺杂，A1. 相图，B1. 铌酸盐
更新于2025-09-23 15:23:52
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采用激光二极管浮区法生长高纯度区熔碳化硼单晶
摘要： 我们采用激光二极管浮区法（LDFZ），以5-20毫米/小时的可变生长速率成功制备出直径4毫米、长度50毫米的碳化硼（B4C）晶体，其内部含有大面积单晶区域。该材料以多晶B4C为籽晶进行生长。微观结构表征显示，在沿生长方向（[001]h）的(1210)h晶面上存在大量孪晶界。当生长速率超过10毫米/小时时，晶体取向具有可重复性，表明存在孪晶面介导的生长机制；而低于10毫米/小时时取向不可重复，说明存在实现孪晶面主导生长的临界速率。区域提纯使这些晶体的痕量杂质显著降低至99.999 wt%以上的纯度，但伴随孪晶增多。粉末X射线衍射证实体材料为菱方相B4C，与微观分析一致。X射线倒易空间图显示生长方向接近[001]h，对应ω摇摆曲线半高宽约530角秒，该曲线包含3个独立峰，表明存在面内镶嵌结构，与观测到的孪晶现象相符。(001)h主晶面的伯克维奇纳米压痕测试显示硬度为41±1 GPa，杨氏模量为520±14 GPa，与文献报道相当。
关键词： A2. 单晶生长，A1. 缺陷，A1. X射线衍射，A1. 表征，A2. 熔体生长
更新于2025-09-23 15:21:01
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超宽带隙、高导电性、高迁移率且高质量的熔体生长块状ZnGa?O?单晶
摘要： 真正的大尺寸ZnGa2O4单晶直接从熔体中获得。其1900±20℃的高熔点以及含锌镓组分的高度非共晶蒸发特性对生长条件构成限制。所得晶体具有化学计量比或近化学计量比组成，在室温下呈现正常尖晶石结构，(100)取向样品400峰的摇摆曲线半高宽仅为23角秒。该ZnGa2O4为单晶尖晶石相，其Ga/Zn原子比最高可达约2.17。熔体生长的ZnGa2O4单晶在氧化和还原气氛中分别经10小时退火后，热稳定性可达1100℃和700℃。根据生长条件和原料配比，所得单晶既可能是电绝缘体，也可能是n型/简并半导体。原位生长的半导体晶体电阻率为0.002–0.1 Ω·cm，自由电子浓度为3×101?–9×101? cm?3，最大霍尔迁移率达107 cm2·V?1·s?1。这些半导体晶体在≥700℃氧气氛围中退火数小时后可转变为电绝缘态。其光学吸收边陡峭且起始于275 nm波长，随后在可见光及近红外波段完全透明。由吸收系数推算的光学带隙为直接带隙，约4.6 eV，与β-Ga?O?接近。此外，该材料晶格常数a=8.3336 ?，可作为磁性铁基尖晶石薄膜的优质晶格匹配衬底。
关键词： 高迁移率、熔体生长、高质量、超宽带隙、导电性、单晶、ZnGa2O4
更新于2025-09-04 15:30:14