单晶铌的循环变形研究

本文系统地研究了Nb单晶循环变形的应力-应变关系及位错组态。和单向变形相比较,单晶在循环变形后都有应力不对称现象,拉伸时的应力小于压缩时的应力。循环硬化曲线可以分成三个阶段:初始阶段、快速硬化阶段和饱和阶段。初始阶段位错组态为密集的位错网络和碎块状的位错圈。快速硬化阶段出现条带状的位错缠结。饱和阶段的位错组态为条带和条带之间的螺位错,塑性变形主要通过条带间的螺位错往复运动来实现。

用超高真空扫描隧道显微镜UHV—STM研究多晶铌和单晶铌的表面结构

作者使用超高真空扫描隧道显微镜UHV STM和表面成分分析仪器俄歇谱仪 (AugerElectronSpectroscopy(AES) )研究了多晶铌和Nb(0 0 1)。实验中采用净化样品的主要方法是离子轰击和高温加热。经过重结晶后 ,在多晶铌和Nb(0 0 1)表面形成了特征性的表面超结构。在多晶铌表面 ,作者观测到了 (110 )和 (10 0 )面 ,在 (10 0 )面上形成的是 (n× 1)超结构 ,而在 (110 )面上形成的是 0 2 8nm× 0 4 0nm的周期性超结构。在Nb(0 0 1)表面作者观测到C(2× 2 )的典型结构。AES实验表明 ,不纯物“氧”仍然以氧化物的形式存在于单晶和多晶铌样品中。基于这些实验结果 ,结合铌的微观晶格结构 ,作者给出了所观测到的超结构的合理的解释 。

单晶体心立方金属铌裂纹尖端位错增殖行为的原位研究

位错的增殖对体心立方金属材料的塑性性能有着非常重要的意义,目前对于体心立方位错增殖机制的动态研究主要依赖于计算模拟,实验研究很少见到报道,其位错增殖机制尚存在不确定性。本文利用透射电镜原位拉伸技术,实现了单晶体心立方金属铌(Nb)裂纹尖端位错增殖的原位动态实验观察,并提出了两个位错模型来解释位错增殖以及运动的机制。从实验上不仅证实了之前模拟的预测,而且对现有的模型进行了很好的补充,为体心立方金属材料的塑性变形机制提供了基础实验数据。

大尺寸钼-铌合金单晶的研制

报道了φ31mm×500mm大尺寸定向生长钼-铌合金单晶的研制情况,介绍了原料选用与制备时所必需遵循的原则,论述了坯料直径与生长单晶直径的关系,并分析了所研制的定向生长单晶的晶向偏角、力学性能和组织结构。

钼-铌合金原料品质对单晶制备的影响

主要讨论了钼-铌合金原料品质，包括烧结条的制备、原料的化学成分、原料棒的尺寸规格等对单晶制备的影响。结果表明：高温真空烧结钼-铌合金烧结条由于C、O等杂质含量过高，在20kW电子束悬浮区域熔炼炉上区域熔炼时未能直接生长制备出单晶，但其经过两次电子柬熔炼获得的Φ（12～17）mm原料棒C元素质量分数降为6．3×10^-3％、O元素质量分数降低了近2个数量级，仅为1．4×10^-3％，能稳定地生长制备出Φ31mm×735mm的大尺寸钼-铌合金单晶，而直径超过Φ18mm或小于Φ11mm原料棒在区域熔炼时未能获得钼-铌合金单晶。

钼铌合金单晶的制备

研究熔炼室真空度、合金原料棒化学成分、熔炼速度、搅拌速度等对铝铌合金单晶制备的影响。结果表明，熔炼室高真空条件，低杂质元素含量（特别是C和O）的两次电子束熔炼／热加工原料棒、合适的熔炼速度0．4～4．0mm/min和旋转速度1．0～40r/min能确保区熔过程稳定，制备出高质量钼铌合金单晶。

钼和钼-铌单晶的制备及工艺参数的影响

介绍了钼和钼-铌单晶的制备原理、制备工艺及电子束区域熔炼炉组成结构。对熔炼室真空度、聚焦、原料棒化学成分、尺寸规格、熔炼速度,搅拌速度等对单品制备的影响进行了详细分析。

钽铌酸锂单晶的喇曼光谱分析

利用剌曼散射方法系统地研究了钽铌酸锂（LiNa0.9Nb0.1O3）晶体的晶体振动及其高温下发生的由铁电相到顺电相的结构相变．常温实验中，观察到了所有喇曼激活模式软化，与群论分析的结果相符合．高温实验中，发现钽铌酸锂的相变过程中有模式软化的现象发生，但软模并未软化至零频率，即结构相变并非软模导致的位移型相变，而是一种有序－无序型的相变．

掺杂铌酸锶钡单晶的喇曼散射

本文测定了不同掺杂(Cd)浓度的Sr_(0.61) Ba_(0.39) Nb_2O_6单晶在不同几何配置、不同温度下的偏振喇曼光谱.实验证明,随着温度的升高和掺杂浓度的增加,总的趋势是光谱加宽,谱峰红移,峰强度减小,但基本峰形不变.说明铌酸锶钡单晶的喇曼散射中NbO_6氧八面体内模起重要作用.

铌硒化合物单晶的制备及其I-V曲线的测试

用气相输运法成功制备出了铌硒化合物 (NbSe3 )单晶 ,用电子扫描电镜 (SEM )观测发现 :制备出的单晶结晶性很好。另外 ,还对制备出的单晶进行了不同温度下的I V曲线测试。

铌酸锂单晶悬臂梁MEMS振动传感器的性能

研究了基于铌酸锂压电单晶薄膜悬臂梁的微电子机械系统(MEMS)振动传感器的结构设计和加工工艺,并在宽频带和宽温度范围条件下对传感器进行了输出性能测试。结果表明,所制备的传感器固有频率接近于设计的目标频率;输出电荷呈正弦波形且其振幅随着振动加载加速度的幅值线性增长;当加载加速度为10g、频率为20~2200 Hz时,传感器的输出电荷比较平稳;传感器在70℃时的平均输出电荷较常温条件下的提升了19.6%;在-40℃时平均输出电荷虽下降了18%,但仍保持良好的电荷输出水平,体现了该振动传感器的鲁棒性。所研究开发的MEMS振动传感器制备工艺简单、输出特性高,在高频微振动监测方面具有较好的应用前景。

离子注入剥离铌酸锂单晶薄膜的Ar^+刻蚀研究

通过高能离子注入剥离制备的铌酸锂(LNO)单晶薄膜具备优良的电光、声光等性能,在射频器件、光波导等领域需求迫切。高能离子注入使LNO单晶薄膜表面存在损伤层,导致薄膜质量和器件性能的衰减。该文提出了Ar^+刻蚀去除LNO单晶薄膜损伤层的方法,基于高能离子注入仿真,采用扫描电子显微镜、原子力显微镜分析了刻蚀参数对刻蚀速率、表面形貌的影响,并确定了LNO薄膜损伤层的刻蚀工艺参数。X线衍射分析表明,通过Ar^+刻蚀将LNO薄膜摇摆曲线半高宽减至接近注入前LNO单晶材料,压电力显微镜测试表明去除损伤层后的LNO单晶薄膜具备更一致的压电响应。

一种控制大尺寸钼铌合金单晶棒材等径生长的方法

本发明提供了一种控制大尺寸钼铌合金单晶棒材等径生长的方法,包括以下步骤:一、选取多晶坯料和单晶籽晶为原料;二、将多晶坯料和单晶籽晶安装在位于电子束悬浮区域熔炼炉熔炼室内的夹持头上,然后调节多晶坯料与单晶籽晶之间的距离,之后进行相对逆向旋转,接着进行熔接处理,将熔接后的多晶坯料和单晶籽晶相对电子枪运动,得到等径生长的大尺寸钼铌合金单晶棒材。利用本发明方法得到的大尺寸钼铌合金单晶棒材,其直径为20~40 mm,长度为100~800 mm,晶体取向与单晶籽晶一致,晶向偏离角不大于3°,杂质元素总浓度不高于70μg/g,直线度不大于1.0 mm/m。

集成铌酸锂光子器件技术的研究进展

铌酸锂单晶薄膜(LNOI)具有透光光谱宽,折射率高,二阶非线性高及压电响应大等优点,是一种重要的集成光子学基础材料。LNOI材料具有亚波长尺度的光约束和光电器件的高密度集成能力,能够实现具有更高性能、更低成本的全新器件及应用,给光通信和微波光子学带来革命性的变革。该文重点综述了LNOI的制备技术、LNOI电光调制器、LNOI声光调制器和LNOI电光频率梳的最新研究进展,简要讨论了铌酸锂光子器件在制作工艺和系统实现中面临的挑战。

KTa_(1-x)Nb_xO_3单晶的相变软模(英文)

用Ｒａｍａｎ散射研究了四方钽铌酸钾单晶的顺电铁电结构相变，在相变时发现和分析了一个凝聚的软晶格振动模ｖ５，它是产生于Ｏ２Ｏ３键的对称弯曲振动。

LiNbO3单晶薄膜体声波谐振器的研制

该文介绍了一种采用智能截割(Smart CutTM)技术制备的单晶铌酸锂(LiNbO3)薄膜体声波谐振器。采用COMSOL有限元仿真软件从材料和结构两方面对LiNbO3薄膜体声波谐振器进行优化设计,以实现高机电耦合系数,并通过Smart CutTM工艺方法制备了高性能Z切-LiNbO3单晶薄膜作为谐振器的压电层,最终得到LiNbO3薄膜体声波谐振器的谐振频率为3847.5MHz,反谐振频率为3986.25MHz,插入损耗为1.81dB,谐振器有效机电耦合系数达到8.3%。

布喇格反射型宽带单晶薄膜体声波滤波器

该文研究了一种新型布喇格反射型薄膜体声波(BAW)滤波器的设计方法与制备技术。BAW器件选择机电耦合系数较大的Y43°-铌酸锂(Y43°-LN)单晶薄膜作为压电层材料,并以苯并环丁烯(BCB)作为晶圆键合层,采用离子注入剥离法将亚微米厚度的Y43°-LN单晶薄膜转移至具有布喇格反射层的衬底。BCB既作为键合层,也作为布喇格反射层的第一低声阻抗层,实现了单晶BAW滤波器的制备。设计并制备了三阶BAW滤波器,中心频率为2.93 GHz,绝对带宽和分数带宽分别为247 MHz和8.4%。结果表明,采用薄膜转移技术制备的高机电耦合系数LN单晶薄膜能够实现大带宽BAW滤波器的制备。

单晶薄膜体声波谐振器频率温度特性研究

采用离子注入剥离法转移制备了43°Y-切铌酸锂(LiNbO3,LN)单晶压电薄膜材料,以SiO2/Mo作为声反射结构制备了固态声反射型薄膜体声波器件。谐振器工作频率约为3 GHz,LN薄膜等效机电耦合系数达到14.15%。对谐振器的频率温度特性进行了表征,结果表明,尽管LN单晶的频率温度系数为(-70^-90)×10^-6/℃,但由于声反射结构中包含有正温度系数的SiO2层,谐振器的频率温度系数降至-18×10^-6/℃,这表明固态声反射结构能够有效抑制单晶LN薄膜的温漂,获得低频率温度系数的谐振器器件。

单晶LN BAW谐振器有限元仿真研究

利用离子注入剥离法(CIS)制备的铌酸锂(LN)压电薄膜可用于制备体声波(BAW)器件,近年来备受关注。滤波器的指标与谐振器的性能密切相关,但基于LN单晶薄膜的BAW谐振器,对其结构的仿真优化还未有较深入的报道。该文以LN单晶薄膜为核心压电层材料,构建了固态反射型(SMR)单晶薄膜谐振器有限元仿真模型,对其压电层厚度和布喇格反射层厚度进行了设计,并重点针对谐振器上电极的台阶结构进行了二维模型仿真,为高频LN BAW滤波器的制备提供了理论依据。

济南大学刘宏团队在8英寸X轴铌酸锂晶体制备技术领域取得新突破

近期,济南大学刘宏、孙德辉教授团队在8英寸X轴铌酸锂晶体生长技术领域取得重要突破。他们基于结晶学与晶体生长物理学的研究,改进晶体生长技术,采用[1120]晶向的LiNbO_(3)晶块作为籽晶,利用提拉法生长获得了直径8英寸(200 mm)、等径长度65 mm的铌酸锂单晶(见图1)。