室温半导体核辐射探测器新材料及其器件研究

本文论述了室温半导体核辐射探测器新材料及其探测器的研究发展过程和最新动态,分别介绍了几种主要室温半导体核辐射探测器新材料晶体的组成、结构、性能及其探测器的制备技术,主要应用情况。结果表明:HgI2、CdZnTe和CdSe单晶体是性能优异的室温半导体核辐射探测器新材料,用其制作的探测器,可在室温下广泛用于环境监测、核医学、工业无损检测、安全检查、核武器突防、航空航天、天体物理和高能物理等领域。因此,近年来对大尺寸高质量HgI2、CdZnTe和CdSe单晶体及其室温核辐射探测器的研究,已成为高技术新材料领域的前沿研究课题。

黄铜矿结构中红外高功率非线性光学晶体及其器件研究

本文论述了黄铜矿结构中红外高功率非线性光学晶体ZnGeP2、CdGeAs2和CdSiP2的研究进展。以高纯(6N)Ge、Si、Zn、Cd、P和As单质为原料,按化学计量比并富P 0.1～0.5%和适当富Cd和As配料,采用气相输运和熔体机械相结合的新方法,有效地克服了合成容器爆炸等问题,成功地合成出高纯单相的ZnGeP2和CdSiP2多晶材料;采用高温机械和温度振荡、以及快速降温法,有效地避免了杂相形成,合成出高纯单相的CdGeAs2多晶材料。采用改进的Bridgman法,生长出较大尺寸的ZnGeP2、CdGeAs2和CdSiP2单晶体,并制备出ZnGeP2光参量振荡器(ZGP-OPO)和CdGeAs2(CGA)倍频器件,采用2.1μm泵浦的ZGP-OPO获得3.5～5μm中红外激光调谐输出。结果表明:ZnGeP2、CdGeAs2和CdSiP2晶体,是中红外高功率激光频率转换最有前途的先进新材料。

硒镓银单晶体的生长及其应用

本文对新型红外非线性光学晶体 AgGaSe_2多晶的合成工艺、单晶的生长方法、非线性光学性质及其应用进行了论述。AgGaSe_2晶体是一种性能优异的红外非线性光学材料,可以在很宽的范围内制成红外倍频、混频和光参量振荡器件,能提供连续可调光源。

碘化汞单晶体的生长与品质研究

报道了用温度振荡法(TOM)进行碘化汞(HgI_2)大单晶体的生长过程。并对晶体的形态、结构、化学配比和位错密度等进行了研究,结果表明,TOM是生长大尺寸优质HgI_2单晶体的有效方法。

CdSe单晶体的生长研究

硒化镉 (CdSe)晶体有两种结构 ,一种是六方结构 ,6mm点群 ;另一种是立方结构 ,43m点群。其中六方结构的硒化镉晶体是一种新型的性能优异的室温半导体探测器材料。其能隙较大 (Eg =1 .75eV) ,电阻率较高 ( 1 0 12 Ω·cm) ,在室温高偏压下 ,漏电流很小 ,电子和空隙迁移率较大 ( μc=72 0cm2 /V·s,μh=75cm2 /V·s) ,电子俘获浓度大 (Nt=1 0 14 /cm3 ) ,电荷收集效率高 ,稳定性好 ,没有像在CdTe和HgI2 晶体中观测到的极化现象 ,力学、热学和化学稳定性能也优于HgI2 晶体。因此 ,CdSe晶体是一种有希望替代CdTe和HgI2 的室温核辐射探测器新材料 ,用其制作的探测器和各种谱仪可广泛用于探矿、无损检测、核医学、环境监测、军事和空间宇航技术等领域。CdSe晶体熔点高达 1 2 39℃ ,在熔点附近平衡蒸汽压高达十几个大气压 ,因此其单晶体难以用常规的熔体法生长。我们采用水平气相输运法进行了CdSe单晶体生长试验 ,对其在不同温度和温度梯度下的结晶特性进行了研究 ,确定出生长六方CdSe单晶的较好工艺参量为 :源区蒸发温度 1 1 0 0℃ ,生长界面附近温度梯度为 6℃ /cm ,生长区与源区的距离大约为 1 2cm。在此条件下 ,生长出1 0× 1 2mm外观完整 ,有自然显露晶面的CdSe晶锭。

红外非线性光学晶体硒镓银的生长及性质观测

用改进的布里奇曼法在两温区立式炉中生长出２０×５５ｍｍ硒镓银单晶体．晶体外观无裂纹，完整性好．将晶体沿（１０１）面解理，加工制成１０ｍｍ×１０ｍｍ×９ｍｍ测试样品，在红外显微镜下观察，晶体内部均匀，包裹体及其它缺陷较少．晶体红外透射率在１０．６μｍ附近达６２％．吸收系数为０．０５ｃｍ－１．并对晶体热蚀坑和腐蚀条纹进行了扫描电镜观察．

ZnO晶须/纳米TiO_2复合粒子改善PP-R树脂性能的研究

以氧化锌晶须和锐钛型纳米二氧化钛为添加剂来提高PP R树脂的各项性能。文章系统研究了氧化锌晶须的改性,以及改性后晶须和纳米二氧化钛的对PP R树脂耐热性、力学性能以及抗菌性等的影响。通过扫描电镜观察了材料的断面以及粒子在基体中的分散状况。研究表明,使用0.5%的KH560改性后的氧化锌晶须具有较好的分散性;与纯PP R相比,晶须添加量为3%～4%时,改性PP R材料的性能有较大的提高,其热变形温度由72℃提高到94℃,断裂伸长率也由45%提高到112%;改性锐钛型纳米二氧化钛不仅可改善PP R材料的热学和力学性能,而且可提高材料的抗菌性,其适用添加量为0.5%。

纳米级SiO_2粒子对HDPE增强增韧研究

探讨了纳米级SiO2粒子增韧、增强HDPE机理,研究了纳米级SiO2与普通超细SiO2用量对HDPE力学性能的影响.实验结果表明:纳米级SiO2用量为6%～10%时体系拉伸强度、冲击强度都有明显提高,起到增韧、增强的双重效果,普通超细SiO2填充HDPE基本未见增韧效果.同时,随着普通SiO2用量的增加,体系的拉伸强度和断裂伸长率明显下降.

红外非线性光学晶体CdSe生长与性能表征

采用垂直无籽晶气相法(VUVG)生长出尺寸达φ26mm×45mm的CdSe单晶体,对CdSe晶体的稳态气相生长速率进行了深入讨论。采用气相升华法提纯后的CdSe多晶原料的X射线粉末衍射谱与PDF卡片值(65-3436)吻合,生长出的单晶体{100}和(110)面XRD衍射峰尖锐,无杂峰,且{100}面出现3级衍射峰。晶锭密度为5.74g/cm3,与理论计算值接近。退火处理后的晶片在1000～7000cm-1红外波段范围内透过率达到70%。采用VUVG法生长的CdSe单晶体,结晶性能好、结构致密、尺寸大和红外透过率高,可用于制备红外非线性光学器件。

纳米孔阵列阳极氧化铝膜的制备和表征(英文)

本文通过在0℃、0.5mol·L-1的草酸溶液中阳极氧化高纯铝片的方法制得了阳极氧化铝(AAO)膜,并用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)对AAO膜的形貌和结构进行了表征。结果表明,阻挡层AAO膜中大小一致的膜胞在铝/氧化铝界面上排成六方形阵列;有孔层AAO膜中含有高度有序的纳米孔阵列和膜胞阵列,并且孔的直径和膜胞的尺寸都具有较窄的分布。另外,考察了阳极氧化电压对膜胞尺寸、孔径大小、孔密度和膜胞密度的影响,表明在一定的电压范围内,膜胞和孔径都随电压的升高而增大,而孔密度和膜胞密度却随电压的升高而减小。

防止硫镓银多晶合成中容器爆炸的研究

通过对硫镓银多晶合成实验过程中容器易发生爆炸的原因进行分析研究,提出了两温区气相输运、温度振荡合成AgGaS_2多晶的新方法,即通过分段升温同时旋转合成炉逐步消耗参与反应的硫,然后在高温进行两温区气相输运反应后再进行温度振荡混合反应,减小反应过程中合成管内压力,避免了容器爆炸的发生,获得了高纯单相的AgGaS_2多晶原料。

碘化铅(PbI_2)单晶体的生长研究

本文以高纯Pb、I2 单质为原料,在特殊设计的密闭石英安瓿中,采用两温区气相输运方法成功合成出PbI2 多晶原料,避免了安瓿的爆炸。以此为原料,用垂直Bridgman法生长出尺寸为15mm×30mm的PbI2 单晶锭。该晶锭外观完整、呈橙黄色、半透明状,其电阻率为 1010Ω·cm量级,X射线衍射分析获得了 (001)面的四级衍射谱,表明该晶体是结构完整的单晶体,可用于探测器的制作。

高聚物粘结炸药试件应力状态的超声法测试技术

在加载情况下,采用超声波法对高聚物粘结炸药PBX-9003应力状态进行了测试,获得了PBX-9003炸药试件声弹性参数。结果表明,炸药在受到较大应力作用时超声波在炸药件内部传播速度有明显变化,采用超声测得的应力接近实验所施的载荷(应力),验证了在大应力作用下超声波法无损测定炸药实际构件载荷应力的可行性。

CdSe单晶体的生长及其特性研究

本文报道了用改进的垂直气相法 (多级提纯垂直气相法 )生长富Cd的CdSe单晶体 ,并对晶体的性能进行了观测 ,其电阻率为 10 7Ωcm量级 ,电子陷阱浓度为 10 8cm- 3量级 ,第一次报道了 (110 )面的腐蚀形貌。结果表明 :采用这种方法制备CdSe单晶 ,设备简单 ,易于操作 ,在提纯和生长过程中不需要转移原料 ,有利于减少晶体中的杂质含量 ,降低位错密度 ,改善晶体的电学性能。多级提纯垂直气相法是一种有前途的CdSe单晶体生长的新方法。

两温区气相输运和机械振荡合成ZnGeP_2多晶材料

ZnGeP2多晶的合成是其单晶生长的前提和基础,多晶材料的质量是生长高质量单晶的关键。因此,要获得高质量的ZnGeP2单晶体,必须提供高质量的ZnGeP2多晶材料。对两温区气相输运机械振荡法合成ZnGeP2多晶材料的工艺进行了研究,利用高纯(6N)P、Ge、Zn单质为原料,采用两温区气相输运和机械振荡合成出了ZnGeP2多晶材料。合成出的多晶材料经比重测试和X射线粉末衍射测试证明与标准值一致。采用改进的布里奇曼法生长出外观完整、无裂纹的15mm×25mm单晶体,在2.5～10μm范围内红外透过率达50%以上。

碲锌镉单晶体的(110)面蚀坑形貌观察

本文报道了一种能够在室温下择优腐蚀碲锌镉(CZT)单晶体(110)晶面的腐蚀液配方,并对富Cd生长的CZT晶体蚀坑形貌进行了扫描电镜观察。结果表明晶体(110)面腐蚀坑形状为三角形,并初步对蚀坑的成因进行了分析,估算出CZT(110)面蚀坑密度约为103～105/cm2数量级。这说明富Cd原料的改进布里奇曼法可以生长出低蚀坑密度的CZT单晶体。

CdGeAs_2多晶合成与单晶生长研究

对新型中红外非线性光学材料CdGeAs2的多品合成和单品生长进行了研究．以高纯（99．9999％）As、Ge、Cd为原料，按照CdGeAs，化学计量比并适当富Cd、As配料，采用机械振荡与熔体温度振荡相结合的方法合成出CdGeAs2多品材料，使用改进的坩埚下降法生长山Ф15mm×45mm、外观完整无开裂的CdGeAs2单晶体．XRD全谱拟合精修、红外傅里叶分光光度计测试分析表明：合成的CdGeAs2晶体具有单相四方黄铜矿结构，晶格常数为a=b=0．5946nm，c=1．1217nm；生长出的CdGeAs2单晶体结构完整，结品性好，晶体的易解理面为（101）面，红外透明范围589－4250cm^-1，拟合计算出CdGeAs2晶体的禁带宽度为0．67eV．

中远红外非线性光学晶体AgGaS_2、AgGaSe_2和AgGa_(1-x)In_xSe_2研究进展

综合报道了本实验室关于黄铜矿类I-III-VI2型系列晶体的研究进展。采用两温区气相输运温度振荡法合成出高纯、单相、致密的多晶材料,在三温区立式炉中用坩埚旋转下降法生长出AgGaS2、AgGaSe2和AgGa1-xInxSe2等系列单晶体,X射线单晶衍射谱和回摆谱表明晶体的结晶性好,结构完整;红外透过率接近理论值,吸收系数低于0.017 cm-1,表明生长的晶体光学质量高。研究出一种新的能对AgGa1-xInxSe2晶体(112)晶面进行择优腐蚀的腐蚀剂:(30 g CrO3+10 mL H2O)∶H4PO4(85%)∶HNO3(65～68%)∶HF(40%)=10∶10∶10∶2(体积比),在60℃下腐蚀40 min,能够清晰地显示出AgGa1-xInxSe2晶体(112)面取向一致的三角形腐蚀坑,边界清晰,蚀坑密度大约为105/cm2数量级。采用自行研制的晶体定向切割新方法,加工出AgGa1-xInxSe2-OPO器件,获得了3～5μm的激光输出,光-光转换效率达21%。

二茂铁有机磁体的磁性能与应用研究

与无机铁氧体比较,以二茂铁为原料,按专利文献合成的二茂铁有机磁体在广泛的温度范围内磁性能十分稳定,在10～1800MHz的高频、微波下,磁导率(μ′)和磁损耗(μ″)基本不随使用频率而变化.应用研究表明,它是一类新型的软磁材料,适于制作许多高频和微波电子器件.

纳米级SiO_2填充PVC糊的流变性能及存放性能研究

为了改善PVC糊的流变性能及存放性能 ,采用纳米级SiO2 填充PVC糊。对照了纳米级SiO2 与普通SiO2 填充PVC糊的流变性能和存放性能。研究结果表明 :纳米级SiO2 可以给予PVC糊以明显的切力变稀性能 。