导模法和温度梯度法生长r面蓝宝石(英文)

r面(0112)蓝宝石晶体可用作制备非极性GaN薄膜的衬底。采用温度梯度法(temperature gradient technique,TGT)和导模法(edge-defined film-fed crystal growth,EFG)生长了质量良好的r面蓝宝石晶体。利用双晶衍射、光学显微镜、光谱仪观察和分析了晶体的结构和缺陷。结果表明:TGT法生长的r蓝宝石晶体的双晶摇摆曲线对称性好,半高宽值仅为18 rad.s,位错密度为4×103 cm-2,透过率达83%,晶体质量好。与TGT法相比,EFG法生长的r面蓝宝石晶体的结构完整性较差,位错密度为5×105 cm-2,透过率仅为75%。但是EFG法具有晶体生长速度快,后期加工成本低的优点。

温度梯度法生长BaY2F8晶体

应用温度梯度法生长了BaY2F8单晶。实验表明:温度梯度、降温速率、坩埚形状和尺寸是影响BaY2F8晶体生长的重要因素。温度梯度为6℃/mm,降温速率小于6℃/h,用相对较小的坩埚圆锥角度,可以获得质量较好的BaY2F8单晶体。X射线定向分析表明:温度梯度法生长的BaY2F8晶体的生长轴平行于[001]方向。结合晶体结构图分析,可认为晶体的[001]方向为结构的强键延展方向,是晶体生长的优势方向。

温度梯度场下电缆本体脉冲电声法空间电荷测量声波纠正

采用脉冲电声(PEA)法测量电力电缆本体空间电荷时会因电缆筒柱形结构和温度梯度场的作用而使PEA声波在电缆本体中的传播声速发生变化,导致空间电荷测量波形幅值的衰减和采样时间的变化。为此,首先研究了温度梯度场下交联聚乙烯(XLPE)电缆本体PEA测试信号的纠正问题。实验研究发现:PEA系统中声波沿XLPE电缆绝缘径向传至压电传感器时,不仅会受到与切片试样中相同的吸收衰减和散射衰减,而且会因电缆的圆柱型结构而导致声波辐射面扩大并发生扩散衰减,扩散衰减与声波所在位置的半径的平方根成反比;温度梯度场下声速沿电缆本体绝缘径向呈线性分布,且温度越高,声速就越低。然后将电缆本体中声波衰减因子离散成1个传递矩阵,针对试样处在常温和温度梯度场下的不同情况,分别在频域下获取了整个电缆本体绝缘中的空间电荷恢复方程;同时为解决不同温差下以时间为横坐标来比较空间电荷的位置分布的困难,采取将时间轴转换为对应的试样厚度方向的距离来进行比较。纠正结果表明该纠正方法是有效的。

a面白宝石单晶的温度梯度法生长及缺陷的研究

用温度梯度法 (TGT)生长出了高质量的a面 (11 2 0 )白宝石单晶。通过化学腐蚀和光学显微镜研究了晶体内部的位错分布及其密度的大小 。

温度梯度法生长氟化钙晶体

用温度梯度法成功生长了直径75mm、完整、透明的氟化钙晶体,对晶体进行了TG-DTA测试分析,确定了其熔点为1413.5℃,并测试了晶体从190nm的紫外波段到40000nm的红外波段的透过率,发现从中紫外波段到红外波段氟化钙晶体的透过率已经能满足各种应用的要求,但在远紫外波段和真空紫外波段(246nm以下)氟化钙晶体的透过率需要进一步提高。

树干自然温度梯度变化对热扩散法测算树干液流速率的影响

为了揭示树干自然温度梯度的变化规律及其对树干液流速率测算结果的影响,于2007年5月至10月利用改进的SF-L型热扩散式树液流测定装置,对北京低山区生长的油松和侧柏的树干自然温度梯度、加热温差和气象、土壤水分因子进行了连日同步监测。结果表明:(1)树干自然温度梯度对加热针温差的影响,侧柏大于油松。(2)树干自然温度梯度对液流速率计算结果的影响具有显著的统计意义(P<0.01),平均误差大于30%,误差峰值出现在太阳高度角较小的时候。(3)影响树干自然温度梯度最重要的环境因子是光照强度,其次是空气温度。上述结果说明,树干自然温度梯度对热扩散法测定的液流速率的影响不可忽视,研究树木耗水机制时应予以充分考虑。光照强度和空气温度是影响树干自然温度梯度最重要的两个因子,但其影响机制仍需进一步研究。

温度梯度法生长大尺寸钛宝石晶体研究

采用温度梯度法生长了不同掺杂浓度的钛宝石(Ti∶Al2O3)激光晶体,经退火加工获得的最大晶体尺寸达到86 mm×37 mm。室温下利用紫外-可见-近红外分光光度计测试了晶体300~1000 nm波段的吸收,分析了该系列晶体的吸收特性。结合晶体径向527 nm的吸收测试分析了晶体径向掺杂均匀性,同时使用Zygo干涉仪测试了晶体的光学均匀性,结果表明所生长的大尺寸钛宝石晶体具有良好的掺杂及光学均匀性。通过化学腐蚀法,利用光学显微镜观察表征了晶体位错密度,为2.9×103/cm2。

温度梯度法合成金刚石大单晶的研究进展

介绍了金刚石大单晶的温度梯度法合成技术,详细综述了影响金刚石晶体形貌、晶体品质以及生长速度等相关因素的最新进展,简要叙述了掺杂对金刚石晶体晶形、性能的影响,最后指出了温度梯度法合成金刚石大单晶的发展方向。

利用温度梯度法合成硫化物

以金属镁、钛、锆和钨以及升华硫为原料,通过温度梯度法合成了硫化镁、硫化钛、硫化锆和硫化钨,并利用X射线衍射分析了合成物的矿物组成,研究了合成体系内升华硫的蒸发量与合成体系容积大小、合成温度以及合成体系抗压强度等参数间的关系·研究结果表明,在本实验条件下,合成体系内的最大升华硫蒸发量应为1 15g,并根据此硫蒸发量控制合成体系内的温度梯度和升温速度,安全且大量地合成了硫化镁、硫化钛、硫化锆和硫化钨,其质量分别为56 37,112 00,155 36和247 97g·

利用三角形前向展开法追踪温度梯度场中的声线路径

声波在温度梯度场中传播路径的弯曲效应是影响声学法温度场重建精度的一个重要因素,因而有必要弄清温度梯度场中声波的真实传播路径。二维声线追踪的三角形前向展开法,以几何声学为理论基础,对空间进行三角形划分,由斯涅尔法则确定声线路径。该文使用二维空间中的三角形前向展开方法,对二维温度梯度场中的声线轨迹进行追踪,并分别在具体的单峰对称温度场和单峰偏斜温度场模型中,对该声线追踪算法进行了仿真计算和分析。仿真结果表明,温度梯度场中的声波路径发生了明显的弯曲,并且由高温区域向低温区域弯曲。仿真结果与理论结果是一致的。

温度梯度区域熔炼法制备2μm低吸收ZnGeP_2晶体

针对高温熔体生长的ZnGeP2（ZGP）晶体,易在能带边缘附近出现宽光学吸收带,难以直接应用的问题,开展了籽晶温度梯度区域熔炼生长方法探索研究,最终在较低温度（945℃左右）生长出20 mm×30 mm单晶,晶体2μm附近吸收系数处于0.16~0.3 cm-1之间。但采用当前方法,如何改善晶体光学均匀性、结晶质量,提高原料利用率等一系列问题,还有待进一步研究。

温度梯度溶液生长法制备x=0.2的Cd_(1-x)Zn_xTe晶体及性能研究

利用温度梯度溶液生长法(TGSG)在较低生长温度下制备了掺Al和掺In的x=0.2的Cd1-xZnxTe晶体,晶体起始生长温度约为1223K,温度梯度为20～30K/cm,坩埚的下降速度为1mm/h。采用红外显微镜、傅里叶红外光谱仪、扫描电镜能谱仪(SEM/EDS)和I-V测试分别研究了晶体中的Te夹杂相、红外透过率、Zn组分分布和电阻率。结果显示CdZnTe晶锭初始生长区、稳定生长区的Te夹杂相密度分别为8.3×103、9.2×103/cm-2,比垂直布里奇曼法生长的晶体低约1个数量级,红外透过率分别为61%、60%。Al掺杂CdZnTe晶体的电阻率为1.05×106Ω.cm,而In掺杂CdZnTe晶体的电阻率为7.85×109Ω.cm。晶锭初始生长区和稳定生长区的Zn组分径向分布均匀。

高温高压温度梯度法合成板状宝石级金刚石单晶

板状宝石级金刚石单晶具有重要的应用价值。它可以作为红外透明窗口和高功率激光器的散热片等。文章研究了温度梯度法合成宝石级金刚石与籽晶的生长面以及合成温度之间的关系,在低温区用籽晶(100)面合成了4mm的优质板状晶体。

用温度梯度法生长优质Ⅱa型金刚石大单晶

利用温度梯度法在国产六面顶压机上合成优质Ⅱa型宝石级金刚石。除氮剂T i(Cu)的加入使合成金刚石的温度区间变窄且晶体生长更易俘获金属包裹体,通过采用稳定的组装、降低生长速度而获得了优质Ⅱa型金刚石大单晶。

考虑温度梯度的模态应变能法海洋平台损伤检测研究

针对导管架式海洋平台,研究了海水温度梯度对结构整体损伤检测方法之一的模态应变能法的影响。以一个导管架平台为模型,考虑温度对钢材弹性模量的影响,建立了该平台在模拟的海水温度梯度下的有限元模型。通过使用模态应变能法对该模型进行损伤检测,总结了温度梯度对基于模态应变能法的海洋平台损伤检测的影响规律。结果表明温度梯度会使该方法损伤定位能力变弱,对结构冗余度越大的构件影响越大;同时会使损伤程度识别精度降低,构件结构冗余度越大、损伤程度越小,影响越大。

温度梯度溶液法生长ZnTe晶体时生长界面的优化设计

为了优化用温度梯度溶液法(TGSG)生长ZnTe晶体时的生长界面,设计了一种由莫来石圆筒及其内部的圆柱形石墨芯组成的安瓿支撑结构。用有限元的方法数值模拟了这种支撑结构对生长过程中各种传输现象及生长界面形貌的影响。模拟结果显示,晶体生长开始时,溶液内存在上下两个顺时针方向的涡流。随后,靠近生长界面的涡流很快消失,远离生长界面的涡流逐渐缩小,并向溶液顶部移动。生长界面前的对流消失后,ZnTe溶质以扩散形式向生长界面传输。生长界面最开始为凸界面,待生长至晶锭总长度的1/3处时转为平直界面,之后转为凹界面。生长界面深度始终明显小于未采用本支撑结构时的生长界面,也没有出现生长界面的分段现象。这样的生长界面将有利于提高ZnTe晶体的单晶率及结晶质量。

多坩埚温度梯度法生长Dy^(3+)∶LaF_(3)晶体及发光特性

采用多坩埚温度梯度法(Multi-crucible temperature gradient technology,MC-TGT)制备了Dy^(3+)掺杂氟化镧(Dy^(3+)∶LaF_(3))晶体。通过电感耦合等离子体发射光谱仪、透射光谱、吸收光谱、荧光光谱等手段对Dy^(3+)在LaF_(3)晶体中的实际掺杂浓度、中红外透过光谱、可见光波段光谱特性等进行了研究。实验结果表明,Dy^(3+)在LaF_(3)晶体中的分凝系数约为0.8;格位浓度随着Dy^(3+)掺杂浓度提高而增加,2%Dy∶LaF_(3)晶体中的格位浓度达5.90×10^(20)ions·cm^(-3)。在1%Dy∶LaF_(3)晶体中,采用400 nm光激发,发光中心波长位于601 nm的发射谱带强度最大,位于511 nm的发射峰最宽,半高宽达152 nm;改用450 nm光激发,最强发射峰移至677 nm,最宽发射峰位于568 nm处。提高Dy^(3+)掺杂浓度到2%,采用400 nm或450 nm光激发,发光中心波长均位于478 nm和571 nm。在透射光谱2.5~9μm范围内,Dy∶LaF_(3)晶体(厚度为0.96 mm)红外波段透过率达85%以上。Dy∶LaF_(3)晶体有望在可见光、中红外等激光领域得到应用。

基于温度梯度法电缆接头温升在线监测装置的设计

电缆井内电缆中间接头过热到事故发生，其发展速度缓慢、且时间较长，目前主要依靠人工红外巡检方法检测电缆中间接头连接处温度是否异常，这种巡检存在的主要问题是可靠性低、实时性差，难以及时发现设备安全隐患，为了有效地进行电缆中间接头温度的自动监测，本文提出并设计了一种基于温度梯度法，并利用热敏电阻结合振荡电路和CT供电设计了实时在线监测装置，实现对电缆中间接头应力集中点、中间连接点和环境温度的直接测量，经对比试验表明，本装置测量精度可达±2℃，可以满足电缆井电缆中间接头温升在线监测的要求，对及时发现温升故障，提高检修效率，减轻人力、物力和财力具有非常重要的意义。

多孔坩埚温度梯度法生长Ho,Y∶CaF2晶体及其光谱性能

采用自主设计改造的温梯炉,成功生长了不同浓度Ho ^(3+)、Y ^(3+)掺杂的CaF_(2)及Sr_(x) Ca _(_(1-x)) F_(2)晶体,晶体尺寸约为∅15 mm×55 mm,生长周期约为6 d,能够实现7种不同浓度晶体的同步生长,并选取其中的4%(原子数分数)Ho,4%Y∶CaF_(2)晶体进行分析,吸收测试表明,该晶体448 nm和643 nm处吸收峰的吸收截面分别是1.13×10^(-20) cm^(2)和0.84×10^(-20) cm^(2),J-O理论分析得到了晶场强度参数Ω_(t)(t=2、4、6)、辐射跃迁几率、荧光分支比和辐射寿命。在448 nm氙灯激发下,经计算得到该晶体在546 nm、650 nm和752 nm处的发射截面分别为10.450×10^(-21) cm^(2)、8.737×10^(-21) cm^(2)和5.965×10^(-21) cm^(2),测得^(5)F_(4)和^(5)F_(5)能级的寿命分别为33.5μs和17.7μs。在640 nm LD泵浦激发下,经计算得到该晶体2031 nm处发射截面为5.375×10^(-21) cm^(2),2847 nm处发射截面为10.356×10^(-21)cm^(2),测得^(5)I_(7)和^(5)I_(6)能级的寿命分别为4.37 ms和1.85 ms。以上结果表明,多孔坩埚温梯法能够大大提高激光晶体稀土离子掺杂浓度筛选的效率,加快新型激光晶体材料的研发速度。

双坩埚三维温度梯度法蓝宝石晶体生长炉设计

在已有的三维温度梯度法(3DGF)蓝宝石晶体生长炉基础上,设计了一种双坩埚蓝宝石晶体生长炉。设计的三维温度梯度法蓝宝石晶体生长炉主要针对蓝宝石手机面板市场,将坩埚设计成长方体型,增加了材料利用率,并简化了晶体切割工艺。采用双坩埚技术,可进一步提高晶体的生产效率,节约能耗,降低成本。本设计的双坩埚3DGF蓝宝石晶体生长炉可单炉获得2个300 mm×100 mm×100 mm的蓝宝石晶体。