两种新型衬底材料LiAlO_2和LiGaO_2晶体的腐蚀形貌和缺陷研究

ＬｉＡｌＯ２和ＬｉＧａＯ２是目前找到的和ＧａＮ晶格失配率最小的两种晶体，其失配率分别为１．４％和０．２％．本研究分别利用温梯法和提拉法成功地生长出了ＬｉＡｌＯ２和ＬｉＧａＯ２单晶．通过化学侵蚀、光学显微镜、透射电子显微镜和Ｘ射线衍射貌相术对两种晶体中的缺陷特征进行了分析，研究了晶体特性、生长方法和缺陷形成的关系．用温梯法生长的ＬｉＡｌＯ２晶体质量良好，晶体中无气泡、包裹物．ＬｉＡｌＯ２晶体中的位错密度约为３．８×１０４—６．０×１０４／ｃｍ２，晶体中的主要缺陷为亚晶界或镶嵌，可能是由于温度场不稳定及生长速率太快造成的．而用普通的提拉法生长的ＬｉＧａＯ２晶体由于原料按非化学计量比挥发，致使组分偏离，容易产生γ－Ｇａ２Ｏ３包裹物，包裹物和位错的形成具有一定的相互促进作用，往往形成平行于（００１）面的亚晶界，通过调整原料配比及生长工艺参数可克服上述问题．测得ＬｉＧａＯ２晶体的位错密度为７．０×１０５—９．２×１０５／ｃｍ２．

添加剂对自蔓延高温合成AlN的影响

着重研究了添加剂对自蔓延高温合成AlN中的含氧量增加的影响 ,讨论了AlN形态与含氧量之间的关系 .疏松剂NH4 Cl虽可使得产物疏松 ,易于破碎 ,但它增加了体系中水蒸汽量 ,促进AlN中含氧量的增加 .碳的存在可降低体系中的水蒸汽量 ,使NH4 Cl对产物中含氧量的促进作用受到抑制 .部分碳化的蔗糖在自蔓延过程中发生碳化 ,可获得较大的表面积 ,使得其较明显地抑制含氧量的增加 .在自蔓延高温合成过程中 ,AlN的含氧量与其形态关系密切 .含氧量高的AlN倾向于形成晶须 ,而含氧量低的AlN倾向于形成颗粒状 .AlN晶须以固 -液 -气 (VLS)机制生长 .VLS机制所需液相的生成与氧有关 .液相产生所需的氧应主要来自气体中的含氧杂质(氧气和水蒸汽 ) .

电弧离子镀TiN TiAlN薄膜的制备及高温退火研究

利用电弧离子镀技术在不锈钢衬底上沉积了ＴｉＮ，ＴｉＡｌＮ薄膜，并对两种样品分别在大气环境下进行了高温退火．退火前后都做了Ｘ射线衍射（ＸＲＤ）谱及硬度测量，发现退火后ＴｉＡｌＮ薄膜表面出现Ａｌ２Ｏ３层，该层的出现使ＴｉＡｌＮ薄膜的高温特性大大好于ＴｉＮ涂层，在机械工业中将会有广泛的应用前景．

掺铊碘化铯晶体缺陷的研究

根据美国ＳＬＡＣ公司及日本ＫＥＫ公司的要求，我们为其提供高能探测器所需的大尺寸掺铊碘化铯晶体。他们对晶体性能提出了较高的要求，要求晶体透明不着色、无云层和杂质包裹体等缺陷。由于这些缺陷的存在会导致晶体光输出下降、均匀性变差、抗辐照损伤能力下降、甚至出现开裂而影响晶体的质量。但这些缺陷在生长过程中又不可避免，为此我们对这些缺陷进行了深入的研究。在卤化物晶体生长过程中，氧的存在哪怕是ｐｐｍ级的含量都会对生长带来危害，造成晶体性能下降，所以大多采用在真空状态下生长。对于掺铊的碘化铯晶体国外更是全部采用在真空状态下生长，而我们根据掺铊碘化铯晶体的生长特性采用不同于国外的真空炉生长而使用大气下坩埚下降法，且又不同于一般的坩埚下降生长法。在我们的工艺条件下主要产生上述三种缺陷，本文阐述了这些缺陷的形成和危害。其中晶体的着色表现为顶部泛黄，这主要是生长过程中来源于水分和外界空气中氧的进入。虽然我们在装料过程中采用了真空处理，然而仍不可避免氧的进入。晶体生长是排杂过程，氧离子作为阴离子杂质不断向上排，在顶部富集与铊离子结合从而使晶体顶部发黄。同样，云层也出现在晶体的上半部，但它的产生是由于温场变化而引起。主要是加热功率起伏?

钾钠铌酸锶钡系列晶体自泵浦位相共轭镜的研究

报道了钾钠铌酸锶（ＫＮＳＢＮ）晶体系列自泵浦位相共轭反射镜的最新研究结果。ＫＮＳＢＮ：Ｃｕ、ＫＮＳＢＮ：Ｃｏ和ＫＮＳＢＮ：Ｃｅ自泵浦位相共轭反射镜的反射率分别可达７３％、７３％和８４．３％，ＫＮＳＢＮ：Ｃｕ自泵浦位相共轭反射镜的响应时间在低功率下达２００ｍｓ。

铋钼单晶的制备和输运性质的研究

以高纯度的Ｂｉ２Ｏ３和ＭｏＯ３为原料，采用电化学方法制备了高质量紫红色Ｂｉ－Ｍｏ－Ｏ单晶，并研究了其输运性质．发现Ｂｉ－Ｍｏ－Ｏ单晶为半导体材料，其电阻随温度的变化可用公式Ｒ＝Ｒ０ｅｘｐ［Ｅａ／（２ｋＢＴ）］来描述；Ｉ－Ｖ特性的测量表明，Ｂｉ－Ｍｏ－Ｏ单晶中存在着一个阈值场，当外场低于阈值场时，材料呈现欧姆特性，高于阈值场时，单晶呈现出很强的非线性特征．

电解液缓冲剂对p-PAn/n-BaTiO_3复合性能的影响

用电化学的方法直接在n型BaTiO_3陶瓷表面进行苯胺的聚合，制备了p-PAn／n－BaTiO_3具有异质结的复合材料，测定了该复合材料的电流-电压特性曲线和压敏非线性系数α值，发现具有p-n异质结的该复合材料表现出良好的整流特性，对聚苯胺的表面形态和异质结的界面形态用扫描电镜进行了观察分析，聚合用电解液缓冲剂会影响异质结的性能，对此进行了分析讨论。

LPEInAsPSb外延层组分分布的均匀性的研究

本文采用ＬＰＥ生长技术，分析、研究了降温、恒温两种方法生长的ＩｎＡｓＰＳｂ外延层组分分布。实验结果表明，用恒温方法生长的外延层，Ｐ、Ｓｂ组分分布均匀不变。

电化学原子层外延及 Te、Cd 元素欠电势沉积研究

阐述了一种外延沉积化合物半导体的新方法———电化学原子层外延（ＥＣＡＬＥ），并对其基础欠电势沉积（ＵＰＤ）进行了讨论．着重研究了Ⅱ、Ⅳ族元素Ｃｄ、Ｔｅ的电化学欠电势沉积，根据电化学循环伏安曲线，研究了Ｔｅ与Ｃｄ在ＳｉＡｕ（１１１）基片上以及交替生长过程中ＵＰＤ沉积电位及相应覆盖度值．由此确定了在ＳｉＡｕ（１１１）衬底上交替沉积Ｔｅ、Ｃｄ原子层的方法．在此基础上，初步进行了多次交替沉积，并用ＡＦＭ与ＡＥＳ研究了所得样品表面形貌与成分．

掺铊碘化铯晶体的生长缺陷

掺铊碘化铯晶体为高能探测器用的闪烁晶体。由于高能粒子在材料中的衰减性能决定了该晶体材料作闪烁体应用时所需的尺寸为５５２×６７２×３００ｍｍ，晶体生长毛坯质量约１０ｋｇ。如此之大的晶体无疑为晶体生长带来了一定困难，器件要求晶体无明显宏观缺陷，即无开裂、无气泡、云层等缺陷。但在晶体实际生长中晶体生长参数的选择及生长炉内的温场分布，往往决定了晶体的不完整性，尤其是大直径晶体的生长。由于其大量结晶之潜热的释放，如不及时交换出去，将对晶体的生长前沿产生影响，即改变了晶体的生长机制。我们采用非真空坩埚下降法来生长该晶体，由于该生长法须用氧化铝管和氧化铝粉，在一定程度上阻止了热量的散发，使得晶体生长时的结晶热不能及时与环境交换，改变了晶体生长界面的形貌。在晶体生长后的一段距离于晶体的中心部位常出现一串气泡，且向上呈发散状或气泡可在晶体内保持直径达１０ｃｍ之后发散。气泡直径可由０．５～１ｃｍ左右不等，也有严重时达２ｃｍ左右。显然此时晶体处于凹界面的生长状态，生长界面呈反转现象，于是在晶体的中心热量不能及时带走，便有大量熔体被包裹于晶体内。在进一步的冷却过程中，这部分熔体凝固。由于固－液之间的体积差，在晶体的体内就留下了大量?

GaN用衬底材料LiGaO_2的完整性研究

ＬｉＧａＯ２晶体是一种ＧａＮ外延用的新型衬底材料。由于目前ＧａＮ基蓝绿发光二极管和激光二极管的研究受到广泛重视，为ＧａＮ提供新型的衬底材料成为一项迫切需要解决的问题。现在普遍采用蓝宝石作为ＧａＮ的衬底材料，然而蓝宝石与ＧａＮ的晶格失配高达１３．８％，这导致ＧａＮ外延膜中产生大量缺陷，从而影响了其发光性能。ＬｉＧａＯ２具有良好的物理化学性能，与ＧａＮ的晶格失配只有０．２％，是目前已知作为ＧａＮ衬底材料中晶格失配最小者，因而是一种有希望的ＧａＮ衬底材料。研究样品是由提拉法生长的，生长方向为［００１］。晶体中存在的缺陷主要有以下几种：１包裹物在生长好的晶体中存在有泡状包裹物，有的是分离的小泡，有的连成了线。由于这种缺陷的体积太小，无法取样分析，估计这是一种溶质尾迹。由于ＬｉＧａＯ２中含有易挥发的Ｌｉ元素，在高温的熔体中会大量挥发，从而导致组分偏离，多余的Ｇａ元素或Ｇａ的氧化物以溶质的形式沉积下来形成第二相而产生的。通过控制晶体的生长的初始配料组分，增加初始配料中的Ｌｉ含量，以及采取适当的晶体生长工艺条件，减少Ｌｉ的挥发可以从晶体中消除这种包裹物。２孪晶区在沿Ｃ方向生长的晶体中垂直Ｃ方向切片，研磨抛光，在盐酸中侵蚀?