高温溶液法生长PZN-9PT弛豫铁电晶体

采用高温溶液法制备了PZN-9PT晶体,研究了晶体相结构、生长形态,表征了其介电、压电和电滞回线等部分电学性能。结果表明,采用高温溶液法可制备出纯钙钛矿结构的PZN-9PT单晶,晶体呈淡黄色多面体形态,晶粒表面的台阶均为直形生长台阶;其三方-四方相转变温度为89℃,居里温度为175℃;[221]切型PZN-9PT单晶的压电常数为230 pC/N,矫顽场为8.8 kV/cm。

硼酸钾锶晶体的高温溶液法生长研究

以摩尔比为3∶1的NaF和H3BO3为复合助熔剂,采用高温溶液法生长出了尺寸达7×4×3mm3的较透明的KSr4B3O9单晶,并探讨了生长KSr4B3O9晶体助熔剂体系的选择。该晶体属正交晶系,空间群为Ama2,晶胞参数为:a=109.87(2)nm,b=119.48(2)nm,c=68.865(2)nm。该晶体结构是由KO10基团,SrOx(x=8,9)基团和独立的BO3三角形相互连接构成的三维网络结构;UV-Vis-NIR漫反射光谱说明KSr4B3O9化合物在紫外区230nm左右才表现为全吸收;粉末倍频测试结果表明该化合物总的倍频效应与KH2PO4(KDP)相当。

高温溶液法生长SiC单晶的研究进展

碳化硅(SiC)作为第三代半导体材料,不仅禁带宽度较大,还兼具热导率高、饱和电子漂移速率高、抗辐射性能强、热稳定性和化学稳定性好等优良特性,在高温、高频、高功率电力电子器件和射频器件中有很好的应用潜力。高质量、大尺寸、低成本SiC单晶衬底的制备是实现SiC器件大规模应用的前提。受技术与工艺水平限制,目前SiC单晶衬底供应仍面临缺陷密度高、成品率低和成本高等问题。高温溶液生长(high temperature solution growth,HTSG)法生长SiC单晶具有晶体结晶质量高、易扩径、易实现p型掺杂等独特的优势,有望成为大规模量产SiC单晶的主要方法之一,目前该方法的主流技术模式是顶部籽晶溶液生长(top seeded solution growth,TSSG)法。本文首先回顾总结了TSSG法生长SiC单晶的发展历程,接着介绍和分析了该方法的基本原理和生长过程,然后从晶体生长热力学和动力学两方面总结了该方法的研究进展,并归纳了该方法的优势,最后分析了TSSG法生长SiC单晶技术在未来的研究重点和发展方向。

硅酸钡钛晶体的高温溶液法生长

为了选用合适的助熔剂生长Ba_2TiOSi_2O_7晶体,试验了多种不同成分和配比的化学试剂。最终确定了LiF和H_3BO_3摩尔比为5:2复合助熔剂,采用高温溶液法生长出了尺寸为20 mm×10 mm×3mm的较透明Ba_2TiOSi_2O_7晶体。粉末倍频测试结果表明,粒径为88~105μm的Ba_2TiOSi_2O_7粉体的倍频效应约为5.5倍的KDP(d_(36)=4.7×10^(-13)m/V)量级。红外光谱测量证实晶体结构中含有Si_2O_7基团和TiO_5基团。

高温溶液法制备CeO_2纳米晶体及其紫外吸收性能研究

采用高温溶液法分解硝酸铈制备了不同形貌的CeO2纳米晶体。采用XRD、TEM和FTIR研究了表面活性剂和分解温度对纳米晶体尺寸、形貌和物相结构的影响。实验结果表明,控制表面活性剂的种类(如油胺、油酸、二甲基硅油)和数量,可以得到具有球形、线形、"四叶草"形和类四边形的纳米晶体。随着分解温度的提高,CeO2纳米晶体的形貌趋于完整,粒径逐渐变大。分解温度达到300℃时可以得到线形的CeO2纳米晶体,温度达到320℃得到的线形粒子的长径比可以达到45左右。通过紫外-可见光吸收光谱可知,所得不同形貌的CeO2纳米晶体均具有较好的紫外吸收性能和可见光的透过性能,所有样品对紫外光的吸收均达到90%以上,可以有效的用作紫外屏蔽材料。

LaB_3O_6-CaB_4O_7赝二元体系相图的初步研究

本文通过X射线粉末衍射和差热分析等方法研究了LaB3 O6 CaB4O7赝二元体系相图。LaB3 O6 CaB4O7赝二元体系中除了LaB3 O6和CaB4O7外只存在化合物CaLa2 B10 O19,它是一种非同成分熔融的化合物 ,转熔温度约 10 4 7℃ ,在此温度下液相、LaB3 O6和CaLa2 B10 O19之间发生包晶反应。在温度 96 7℃左右 ,存在CaB4O7、CaLa2 B10 O19和液相之间的共晶反应 ,共晶点的成分约 87mol%CaB4O7。根据所得到的结果 ,采用高温溶液生长法 ,选择摩尔比CaB4O7∶CaLa2 B10 O19分别为 1∶1、1.5∶1和 2∶1三种不同浓度的熔盐体系来生长CaLa2 B10 O19,结果都可以长出CaLa2 B10 O19晶体。

PZN-PMN-PT铁电晶体的生长及表征

本文采用高温溶液法制备了PZN-PMN-PT晶体,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了晶体的结构和微观形貌,通过偏光显微镜和介电温谱观测了晶体电畴和介电性能随温度的变化.研究结果表明,采用高温溶液法可以制备出纯钙钛矿相结构的PZN-PMN-PT晶体,晶体颗粒呈淡黄色多面体形态,最大尺寸为4mm×2.5mm×2mm,电畴的消光角为45°,三方四方相变温度达113℃,居里温度高达246℃.PZN-PMN-PT晶体的三方四方相变温度和居里温度均高于PZN-PT和PMN-PT晶体.

PZN-9PT单晶生长及电学性能研究

弛豫铁电单晶是目前电子材料研究的热点,而制备技术是解决该材料应用的关键.为了考察PZN-9PT晶体的生长形态、结构和性能,本文采用高温溶液法生长了PZN-9PT单晶,采用XRD表征了其相结构,采用相关电学性能测试方法表征了其介电、压电、电滞回线和机电耦合系数等电学性能.研究结果表明,采用高温溶液法可以制备出纯钙钛矿结构的PZN-9PT单晶,晶体呈淡黄色多面体形态,其三方-四方相转变温度为89℃,居里温度为175℃,[110]切型PZN-9PT单晶的压电常数为339 pC/N,矫顽场为8.7 kV/cm.

氟硼酸钡制备及性能研究

在BaO-B_2O_3-BaF_2体系中合成出了一种新的硼酸盐化合物Ba_7(BO_3)_3F_5。用高温溶液法获得了该化合物的晶粒,并解析其单晶结构;Ba_7(BO_3)_3F_5晶体属六方晶系,空间群为P63mc,晶胞参数:a=1.11562(15)nm,c=0.72415(14)nm,Z=2,V=0.7805(2)nm^3。红外光谱表明晶体结构中BO3基团的存在;UV-Vis-NIR漫反射光谱说明Ba_7(BO_3)_3F_5化合物在深紫外区190 nm左右才表现为全吸收。

Ba_7(BO_3)_3F_5晶体结构及热分析

采用高温溶液法从Ba CO_3,Ba F_2及H_3BO_3混合体系中生长出了一种氟硼酸钡晶体,Ba_7(BO_3)_3F_5晶体属六方晶系,空间群为P63mc,晶胞参数:a=1.11562(15)nm,c=0.72415(14)nm,Z=2,V=0.7805(2)nm3。Ba7(BO3)3F5晶体结构是由Ba(1)O7F3基团,Ba(_2)O_4F_3基团,Ba(_3)O_6F_4基团和独立的BO_3基团相互连接形成的三维空间网络结构。Ba7(BO3)3F5的热分析分析结果表明Ba7(BO3)3F5在1070℃同成份熔化。

Na_3Ba_2B_6O_(12)F晶体的生长及电子结构计算

在Ba_2B_5O_9Cl-NaF体系中,采用高温溶液法生长出了尺寸为7mm×5mm×3mm的透明Na_3Ba_2B_6O_(12)F晶体,并对其进行了X射线衍射(XRD)图谱和红外光谱分析;晶体的电子能带结构和态密度的理论计算结果说明Na_3Ba_2B_6O_(12)F化合物的间接带隙大小为4.646eV,吸收系数计算结果表明其紫外吸收边为4.654eV。

铒镱共掺磷酸镧纳晶的合成和近红外荧光性质

以磷酸三丁酯作为配体,使用高温溶液法合成了掺铒磷酸镧纳米晶体,高分辨电镜和XRD结果表明产物尺寸均一,直径4nm左右,具有高度的结晶性,在甲苯等有机溶剂中分散性良好.近红外发光光谱表明,产物在1535 nm处有发光峰,半高全宽为50 nm,高于目前掺铒光纤放大器(EDFA)的增益带宽.通过IR、元素分析研究发现,使用真空干燥等方法不能有效去除纳晶表面的羟基.为了进一步消除表面缺陷和猝灭基团对纳晶发光性质的影响,我们尝试在其外围生长一层LaPO_4壳做成核壳粒子以消除表面缺陷和隔离猝灭基团,结果表明,新的纳晶的发光强度得到了显著提高.

Pb(Mg_(1/3)Nb_(2/3))O_3弛豫铁电晶体的生长形貌和生长机理

以PbO作助熔剂采用高温溶液法生长出Pb(Mg1/3Nb2/3)O3弛豫铁电晶体,利用X线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分析了晶体相结构和生长形貌。研究结果表明,采用高温溶液法生长出纯钙钛矿相结构的Pb(Mg1/3Nb2/3)O3弛豫铁电晶体,晶体多为淡黄色,较小的呈赝立方形态,较大晶体逐渐趋于不规则形态,最大尺寸达4mm×4mm×3mm。晶体中存在位错蚀坑和PbO包裹等生长缺陷,生长过程中的温度波动和成分起伏等因素导致这些缺陷的出现。晶体{100}面生长速率最慢能成为热力学上稳定存在的自然显露晶面,晶体的生长机制为二维成核层状生长。

具有[O_(8)Pb_(14)]簇和宽红外透过范围的Pb_(14)O_(8)I_(12)和Pb_(7)O_(4)I_(6)卤氧化物同质多晶

宽透光范围是红外光学材料设计的一个重要因素.中远红外晶体的传统设计主要集中在无氧体系的硫属和磷属化合物.而在卤氧化物中引入重原子,如含孤对电子阳离子Pb^(2+)和卤素阴离子I^(-),可以拓宽红外透过范围.本文通过高温溶液法成功合成了两个含Pb(Ⅱ)的卤氧化物同质多晶,Pb_(14)O_(8)I_(12)(α-POI)和Pb_(7)O_(4)I_(6)(β-POI).有趣的是,它们结晶于同一空间群P1,并含有首次发现的[O_(8)Pb_(14)]簇.值得注意的是,POI展现出宽的透光范围(0.47-16.0μm),这表明卤氧化物是设计红外光学材料的优选体系.第一性原理计算表明它们具有较大的双折射(α-和β-POI在1064 nm处分别为0.139和0.108),这使得POI成为潜在的红外光学材料.