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题名稀土倍半氧化物晶体材料研究进展
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作者
刘锋
陈昆峰
薛冬峰
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机构
中国科学院深圳先进技术研究院
山东大学新一代半导体材料研究院
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出处
《材料导报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2023年第3期95-101,共7页
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基金
国家自然科学基金青年科学基金(52202012)
国家自然科学基金委重点项目(51832007)
+3 种基金
国家自然科学基金委中德科学中心2021年度中德合作交流项目(M-0755)
国际(地区)合作与交流项目(52220105010)
山东省自然科学基金重大基础研究项目(ZR2020ZD35)
山东省产业技术研究院研发项目(Z1250020005)。
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文摘
稀土倍半氧化物晶体是一类非常适合用于超快激光增益介质、磁光介质的材料,人们对其研究始于20世纪20年代,其由于具有高热导率、宽荧光光谱、低声子能量等优点,至今仍然是先进材料领域的研究热点。“如何突破大尺寸晶体材料的制备理论和技术”位列2021年中国科协发布的十大前沿科学问题之首,这也明确了提高大尺寸晶体材料的制备技术是晶体商业应用的关键。材料的结晶本征属性及其晶体质量是多尺度水平上体系不同自由度相互耦合的结果,因此,开发高品质的稀土倍半氧化物材料需要从多尺度水平上研究体系中稀土离子键合、熔体结构演化、晶体生长等多层次多因素问题。本文聚焦在微观尺度上稀土离子电负性的强弱对熔体中阳离子配位数的影响、熔体结构的实验与模拟计算研究以及晶体生长等方面的最新进展。稀土倍半氧化物熔点高(≥2400℃),限制了铱坩埚以及大多数熔体法生长技术的使用,导致英寸级稀土倍半氧化物晶体开发缓慢。采用助溶剂法、热交换法以及设计低熔点组分是制备大尺寸高质量稀土倍半氧化物晶体的研发重点。为了推动稀土倍半氧化物的商业化应用,揭示稀土离子配位结构、熔体结构演化、生长过程中的缺陷形成机制,开发大尺寸晶体生长技术是目前需要亟待解决的关键科学挑战和技术瓶颈。
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关键词
稀土倍半氧化物晶体
计算模拟
晶体生长与制备
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Keywords
rare earth sesquioxide crystal
computer simulation
crystal growth and preparation
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分类号
O469
[理学—凝聚态物理]
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