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《人工晶体学报》 北大核心 2026年第1期F0004-F0004,共1页
《人工晶体学报》创刊于1972年,月刊,是我国人工合成晶体领域唯一的专业性学术期刊。《人工晶体学报》特设综合评述、研究快报、研究论文、简讯等栏目,专业报道我国在人工合成晶体材料、低维晶态材料、人工微结构材料、生物医药结晶等... 《人工晶体学报》创刊于1972年,月刊,是我国人工合成晶体领域唯一的专业性学术期刊。《人工晶体学报》特设综合评述、研究快报、研究论文、简讯等栏目,专业报道我国在人工合成晶体材料、低维晶态材料、人工微结构材料、生物医药结晶等领域在基础理论。 展开更多
关键词 综合评述 月刊 人工合成晶体 人工晶体学报
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《人工晶体学报》 北大核心 2026年第3期F0004-F0004,共1页
《人工晶体学报》创刊于1972年,月刊,是我国人工合成晶体领域唯一的专业性学术期刊。《人工晶体学报》特设综合评述、研究快报、研究论文、简讯等栏目,专业报道我国在人工合成晶体材料、低维晶态材料、人工微结构材料、生物医药结晶等... 《人工晶体学报》创刊于1972年,月刊,是我国人工合成晶体领域唯一的专业性学术期刊。《人工晶体学报》特设综合评述、研究快报、研究论文、简讯等栏目,专业报道我国在人工合成晶体材料、低维晶态材料、人工微结构材料、生物医药结晶等领域在基础理论、合成与生长、结构与性能表征、器件组装、原料合成及装备制造等方面的研究进展与应用开发成果,同时介绍国内外相关方向的发展动态和学术交流活动等。 展开更多
关键词 人工合成晶体 研究论文 人工晶体学报
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导模法制备大尺寸蓝宝石晶体及其性能研究
3
作者 李清连 孙军 +6 位作者 赵晨成 刘子琦 许京军 王晓亮 赵鹏 王玉宝 黄存新 《人工晶体学报》 北大核心 2026年第2期274-280,共7页
本文通过自主设计的大尺寸导模炉制备了尺寸为486 mm×1000 mm×12 mm的蓝宝石晶体,并对其性能进行了表征。采用X射线衍射仪对晶体的双晶摇摆曲线进行了测试,其摇摆曲线分布对称,半峰全宽(FWHM)仅为20.53″;通过对晶体不同部位... 本文通过自主设计的大尺寸导模炉制备了尺寸为486 mm×1000 mm×12 mm的蓝宝石晶体,并对其性能进行了表征。采用X射线衍射仪对晶体的双晶摇摆曲线进行了测试,其摇摆曲线分布对称,半峰全宽(FWHM)仅为20.53″;通过对晶体不同部位的样品进行腐蚀,观察其位错形貌,估算位错密度为103量级;采用能谱仪对腐蚀样品表面元素进行检测,结果表明晶体组分单一,晶体生长过程中没有Mo或C等杂质元素掺入其中;采用大口径双折射应力检测系统对其应力进行了表征,并与泡生法制备的蓝宝石晶体及传统单热场导模炉制备的蓝宝石晶体进行比较,结果表明本文制备的大尺寸蓝宝石晶体应力与泡生法制备的晶体相近,比传统单热场导模炉制备的蓝宝石晶体小近一个数量级;通过万能电子试验机对晶体弯曲强度及弹性模量进行测试,结果表明整个晶体板材力学性能优异,且均匀性较好。上述结果表明,采用自制的大尺寸导模炉制备的蓝宝石晶体性能较好,是大尺寸透明装甲的优选材料。 展开更多
关键词 蓝宝石晶体 导模法 摇摆曲线 位错 应力 弯曲强度 弹性模量
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垂直布里奇曼法生长4英寸Fe掺杂(010)β-氧化镓及其性能表征
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作者 李明 叶浩函 +6 位作者 王琤 沈典宇 王芸霞 王嘉君 夏宁 张辉 杨德仁 《人工晶体学报》 北大核心 2026年第1期52-57,共6页
本文采用自主设计的垂直布里奇曼(VB)晶体生长系统,结合仿真迭代优化温场结构,成功实现了以微凸固液界面与适宜温度梯度生长大尺寸、高质量的Fe掺杂β相半绝缘氧化镓(β-Ga_(2)O_(3))单晶。经加工制备出高质量的4英寸(010)取向半绝缘衬... 本文采用自主设计的垂直布里奇曼(VB)晶体生长系统,结合仿真迭代优化温场结构,成功实现了以微凸固液界面与适宜温度梯度生长大尺寸、高质量的Fe掺杂β相半绝缘氧化镓(β-Ga_(2)O_(3))单晶。经加工制备出高质量的4英寸(010)取向半绝缘衬底。对该衬底的结晶质量、表面形貌及电学性能进行系统表征。测试结果表明,衬底无裂纹等宏观缺陷,X射线摇摆曲线半峰全宽(FWHM)均低于50′′,显示出优良的结晶质量。表面形貌分析显示,衬底最大表面粗糙度为0.074 nm,局部厚度偏差(LTV)小于3.4μm,总厚度偏差(TTV)为4.157μm,翘曲度(Warp)和弯曲度(Bow)分别为5.886和1.103μm,说明衬底加工质量良好。电学测试表明,衬底平均电阻率达7.9×10^(10)Ω·cm,面内不均匀性为7.77%,证明VB法在实现均匀掺杂方面表现优异,具备应用于微波射频(RF)器件的潜力。 展开更多
关键词 氧化镓 宽禁带半导体 晶体生长 垂直布里奇曼 单晶衬底 掺杂
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[LaL_(3)(H_(2)O)_(2)]n配合物的合成、晶体结构及与CT-DNA/HSA结合研究
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作者 黄秋萍 杨思明 +3 位作者 郑燕菲 庞华钰 黄秋婵 张海全 《人工晶体学报》 北大核心 2026年第2期314-324,共11页
通过溶剂热法,以4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-甲酸(HL)为配体,与六水合硝酸镧反应,合成噻二唑镧配合物[LaL_(3)(H_(2)O)_(2)]n,通过单晶X射线衍射、红外光谱和元素分析对配合物的结构进行表征。通过紫外(UV)和荧光光谱研究镧配合物与小牛胸腺... 通过溶剂热法,以4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-甲酸(HL)为配体,与六水合硝酸镧反应,合成噻二唑镧配合物[LaL_(3)(H_(2)O)_(2)]n,通过单晶X射线衍射、红外光谱和元素分析对配合物的结构进行表征。通过紫外(UV)和荧光光谱研究镧配合物与小牛胸腺DNA(CT-DNA)和人血清蛋白(HSA)的相互作用。单晶结构测试表明,该配合物属于三斜晶系,P1空间群,晶胞参数为a=0.97988(5)nm,b=1.05726(6)nm,c=1.10362(5)nm,α=105.134(5)°,β=109.816(4)°,γ=94.221(4)°,Z=2,V=1.02165(10)nm^(3),D_(c)=1.974 g·cm^(-3),F(000)=598.0,R_(int)=0.0573。该配合物由La^(3+)与6个4-甲基-1,2,3-噻二唑-5-甲酸根及两个水分子配位形成九配位畸变的三帽三角棱柱构型,通过羧基氧桥接形成一维链,一维链通过N—H、S—H氢键及噻二唑环π-π堆积成三维图。紫外和荧光光谱分析表明配合物与CT-DNA和HSA存在相互作用,该配合物与CT-DNA的猝灭常数K_(sv)=4.75×10^(4) L·mol^(-1),猝灭速率常数K_(q)=4.75×10^(12) L·mol^(-1)·s^(-1),结合速率常数K_(a)=2.45×10^(5) L·mol^(-1),结合位点n=1.18,由此可知配合物对CT-DNA的荧光猝灭是静态猝灭。与HSA的猝灭速率常数K_(sv)=9.83×10^(4) L·mol^(-1),猝灭速率常数K_(q)=9.83×10^(12) L·mol^(-1)·s^(-1),结合速率常数K_(a)=67.61 L·mol^(-1),结合位点n=0.39,配合物对HSA的荧光猝灭是静态猝灭。Hirshfeld分析显示分子间存在较强的H…H作用。 展开更多
关键词 镧(Ⅲ)配合物 噻二唑 晶体结构 Hirshfeld CT-DNA HSA
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BST-BZT叠层弛豫铁电陶瓷的制备及其电卡效应研究
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作者 薛飞 田娅晖 金玲 《人工晶体学报》 北大核心 2026年第1期93-102,共10页
无铅弛豫铁电基叠层陶瓷是环境友好型电卡固态制冷器件的重要选择之一。本研究采用流延工艺制备了x(Ba_(0.65)Sr_(0.35))TiO_(3)-(1-x)Ba(Zr_(0.2)Ti_(0.8))O_(3)(0.8BST-0.2BZT,x=0.8;0.2BST-0.8BZT,x=0.2)陶瓷厚膜生坯,然后采用逐层... 无铅弛豫铁电基叠层陶瓷是环境友好型电卡固态制冷器件的重要选择之一。本研究采用流延工艺制备了x(Ba_(0.65)Sr_(0.35))TiO_(3)-(1-x)Ba(Zr_(0.2)Ti_(0.8))O_(3)(0.8BST-0.2BZT,x=0.8;0.2BST-0.8BZT,x=0.2)陶瓷厚膜生坯,然后采用逐层堆叠工艺构筑了0.8BST-0.2BZT/0.2BST-0.8BZT/0.8BST-0.2BZT叠层陶瓷体系。同时通过传统固相法合成了纯相的0.8BST-0.2BZT和0.2BST-0.8BZT陶瓷作为对比,研究了其微观形貌、介温特性、铁电性与电卡效应。结果表明,叠层陶瓷具有更显著的介电弛豫特性和更大的极化强度差值(P_(m)-P_(r))。采用间接法测得叠层陶瓷在50 kV/cm电场下具有显著的电卡效应(ΔT=0.9 K)和宽工作温区(T_(span)=50℃),并通过直接法在25 kV/cm电场下进一步验证了这一结果,同样观测到较大的电卡效应(ΔT=0.25 K)和大的T_(span)(>45℃)。本文的研究工作表明,所制备的叠层陶瓷具有优异的电卡效应和宽温域适应性,展现了其在电卡应用中的巨大潜力。 展开更多
关键词 弛豫铁电体 叠层陶瓷 电卡效应 工作温区 直接法测量 间接法测量
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基于多物理场仿真的YIG薄膜液相外延生长工艺优化的研究
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作者 吕搏闻 武珈羽 +5 位作者 张晗旭 朱森寅 张伶莉 张宇民 王先杰 宋波 《人工晶体学报》 北大核心 2026年第1期29-36,共8页
随着光通信技术与光子芯片的发展,钇铁石榴石(YIG)晶体因优异的磁光特性在光通信系统、磁光隔离器等领域展现出广阔的应用前景,液相外延(LPE)法作为YIG薄膜的主要制备方法之一而备受关注。LPE法生长YIG薄膜的核心在于溶质输运过程的精... 随着光通信技术与光子芯片的发展,钇铁石榴石(YIG)晶体因优异的磁光特性在光通信系统、磁光隔离器等领域展现出广阔的应用前景,液相外延(LPE)法作为YIG薄膜的主要制备方法之一而备受关注。LPE法生长YIG薄膜的核心在于溶质输运过程的精准调控,其中均匀的流场分布和一致的温场环境是保障平稳传质的决定性条件。因此,调控工艺参数,实现平稳的温场和流场,对生长高质量的YIG薄膜具有重要的科学意义。本文基于多物理场仿真的方法,建立了LPE法生长YIG晶体的温度-流动耦合模型,通过数值模拟揭示了坩埚旋转对熔体流动、轴向温度梯度,以及晶体生长速率的影响规律。通过系统的仿真优化,获得了一组较优的工艺参数:将坩埚转速控制在55~60 r/min,可显著抑制流场和温场的扰动,从而维持固-液界面的稳定性,这为YIG晶体的高质量外延生长提供了有利条件。本研究为复杂氧化物晶体的可控生长提供了理论指导和工艺优化的新思路。 展开更多
关键词 晶体生长 液相外延 钇铁石榴石 温度-流动耦合 温场 流场
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Sm^(2+)-Ce^(3+)共掺CLLB闪烁晶体生长及发光性能研究
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作者 王浩涵 魏钦华 +4 位作者 舒昶 尹航 唐高 张素银 秦来顺 《人工晶体学报》 北大核心 2026年第2期201-210,共10页
二价钐离子(Sm^(2+))掺杂卤化物闪烁体表现出优异的近红外闪烁性能。本文采用垂直布里奇曼法成功生长出不同浓度Sm^(2+)共掺杂的Cs_(2)LiLaBr_(6)∶Ce^(3+),Sm^(2+)闪烁晶体,详细研究了它们的发光性能、能量传递及缺陷情况。通过ICP-MS... 二价钐离子(Sm^(2+))掺杂卤化物闪烁体表现出优异的近红外闪烁性能。本文采用垂直布里奇曼法成功生长出不同浓度Sm^(2+)共掺杂的Cs_(2)LiLaBr_(6)∶Ce^(3+),Sm^(2+)闪烁晶体,详细研究了它们的发光性能、能量传递及缺陷情况。通过ICP-MS方式估算出Sm^(2+)在CLLB基质中的分凝系数约为2.0。紫外-可见荧光光谱发现Ce^(3+)、Sm^(2+)共掺的Cs_(2)LiLaBr_(6)晶体呈现390、420和770 nm三个发射峰,分别归属于Ce^(3+)和Sm^(2+)的5d-4f电子跃迁发射,通过Sm^(2+)的共掺成功获得近红外发光。荧光量子效率测试结果表明,随Sm^(2+)掺杂浓度的增加,晶体的荧光量子效率呈现先增加后下降的趋势,掺杂浓度(原子数分数)为3%Sm^(2+)时,荧光量子效率达到最高98.5%。Sm^(2+)和Ce^(3+)的光谱重叠及衰减时间结果表明Ce^(3+)-Sm^(2+)之间存在能量传递,且在传递过程中存在较多的能量损失。最后,基于不同离子掺杂浓度晶体样品的热释光(TL)曲线和X射线激发发射(XEL)结果研究了Sm^(2+)掺杂对基质缺陷的影响,并讨论了其发光机理。 展开更多
关键词 Sm^(2+)掺杂 Cs_(2)LiLaBr_(6)∶Ce^(3+) Sm^(2+) 垂直布里奇曼法 能量传递 闪烁晶体 发光性能
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低温生长高质量MAPbI_(3)钙钛矿单晶及其光电探测性能
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作者 刘东 李玉鑫 +8 位作者 李大林 路斌 郭政 陈谦 张晓静 王雅雪 陈丹平 郭可欣 何涛 《人工晶体学报》 北大核心 2026年第3期349-358,共10页
钙钛矿单晶凭借低缺陷密度、优异光伏性能、高湿稳定性及强抗离子迁移能力,在光电子器件领域彰显出巨大应用潜力。然而,钙钛矿单晶在光伏、发光二极管等核心应用场景中的效率仍落后于多晶薄膜,其发展进程受材料特性、生长工艺等多重因... 钙钛矿单晶凭借低缺陷密度、优异光伏性能、高湿稳定性及强抗离子迁移能力,在光电子器件领域彰显出巨大应用潜力。然而,钙钛矿单晶在光伏、发光二极管等核心应用场景中的效率仍落后于多晶薄膜,其发展进程受材料特性、生长工艺等多重因素制约。针对这一瓶颈,本文开发了一种以2-甲氧基乙醇(2ME)为溶剂的低温晶体生长策略。该策略能有效缓解钙钛矿单晶生长过程中的温度波动问题,显著减少缺陷态形成,同时,2ME较高的饱和蒸汽压可降低溶剂在单晶表面的残留,进一步优化晶体质量。与传统GBL溶剂相比,基于2ME溶剂制备的MAPbI_(3)单晶性能实现全面提升:光致发光(PL)强度提高2.7倍,载流子寿命延长1.5倍,缺陷态密度降低16%,离子迁移活化能提升19%。将2ME溶剂制备的MAPbI_(3)单晶应用于自驱动光电探测器,在0 V偏压下,器件响应度R达到0.55 A·W^(-1),比探测率D*高达0.80×10^(13) Jones,分别为GBL溶剂制备器件的1.72倍和1.59倍,且响应时间提升49%以上。本研究提出的低温晶体生长策略为钙钛矿单晶的性能优化提供了新思路,有望加速其在高端成像、光通信、量子探测等先进光电子器件领域的产业化应用。 展开更多
关键词 钙钛矿单晶 低温生长 溶剂残留 离子迁移 自驱动 光电探测器
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功能材料的生成式设计:MatterGen的突破与展望
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作者 马凤凯 张裕祥 +4 位作者 李真 张晨波 陈振强 徐军 苏良碧 《人工晶体学报》 北大核心 2026年第3期327-330,共4页
传统材料发现方法,如实验试错和高通量筛选,受限于数据库的规模,难以高效探索广阔的化学空间。生成式人工智能(AI)正在材料科学领域引发深刻变革,为功能材料的逆向设计提供全新范式。本文聚焦于近期发表于Nature的里程碑工作—MatterGe... 传统材料发现方法,如实验试错和高通量筛选,受限于数据库的规模,难以高效探索广阔的化学空间。生成式人工智能(AI)正在材料科学领域引发深刻变革,为功能材料的逆向设计提供全新范式。本文聚焦于近期发表于Nature的里程碑工作—MatterGen生成模型,系统介绍其如何通过扩散模型实现无机晶体材料的原子类型、坐标和晶格参数的稳定、可控联合生成。MatterGen不仅能生成跨周期表的稳定多样晶体结构,更能通过特定领域微调实现目标化学组成、空间对称性及力、电、磁等多重性能约束的条件生成。本文通过解析MatterGen的技术原理、性能优势及实验验证,阐述生成式模型如何推动材料设计从“筛选”走向“创造”,并展望该技术面临的挑战与未来发展趋势。 展开更多
关键词 逆向设计 生成式人工智能 扩散模型 晶体生成 功能材料
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基于蒙特卡洛方法的β-Ga_(2)O_(3)肖特基势垒二极管质子辐照效应研究
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作者 师道田 孙晴 +7 位作者 钱叶旺 刘传洋 吴卫锋 刘景景 汪新建 陈钟 阮再冉 王杨婧涵 《人工晶体学报》 北大核心 2026年第2期233-240,共8页
本文利用基于蒙特卡洛方法的SRIM-2013软件,模拟10~1000 keV能量质子对β-Ga_(2)O_(3)的辐照损伤,并结合热电子发射(TE)模型研究质子辐照对β-Ga_(2)O_(3)肖特基势垒二极管(SBD)反向漏电性能的影响。模拟结果表明,核外电子阻止能力远大... 本文利用基于蒙特卡洛方法的SRIM-2013软件,模拟10~1000 keV能量质子对β-Ga_(2)O_(3)的辐照损伤,并结合热电子发射(TE)模型研究质子辐照对β-Ga_(2)O_(3)肖特基势垒二极管(SBD)反向漏电性能的影响。模拟结果表明,核外电子阻止能力远大于原子核阻止能力。随着质子辐照剂量增加,原子平均离位(DPA)和Ga空位(V_(Ga))浓度逐渐增大,峰值分别为0.00765和3.48×10^(20) cm^(-3)。随着辐照能量增加,虽然辐照损伤逐渐深入到β-Ga_(2)O_(3)靶材内部,但是DPA和V_(Ga)浓度逐渐降低。热电子发射模型分析表明,当载流子浓度从1×10^(19) cm^(-3)降低到1×10^(16) cm^(-3)时,反向漏电流密度减小,器件反向漏电性能得到明显改善。质子辐照产生的大量V_(Ga)补偿部分载流子,削弱了镜像力对肖特基势垒的影响,可能是β-Ga_(2)O_(3) SBD器件反向漏电性能改善的主要原因。 展开更多
关键词 β-Ga_(2)O_(3) 质子辐照 SRIM 肖特基势垒二极管 热电子发射
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助熔剂过量辅助液相外延GaN晶体的生长过程研究
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作者 杨琛 黄戈萌 +4 位作者 潘荣林 马明 夏颂 范世 李振荣 《人工晶体学报》 北大核心 2026年第3期423-430,共8页
本文采用Na助熔剂液相外延法,系统研究了生长时间对GaN晶体的表面形貌、产率与质量的影响,并结合生长过程中坩埚内物料的变化和N离子浓度的计算,研究了助熔剂过量辅助液相外延GaN晶体的生长过程。结果表明,随着生长时间的延长,晶体表面... 本文采用Na助熔剂液相外延法,系统研究了生长时间对GaN晶体的表面形貌、产率与质量的影响,并结合生长过程中坩埚内物料的变化和N离子浓度的计算,研究了助熔剂过量辅助液相外延GaN晶体的生长过程。结果表明,随着生长时间的延长,晶体表面形貌由初期的较小尺寸山脊状逐渐转变为棱台状,最终发育为大尺寸山脊状。晶体外延厚度随生长时间的延长而增加,生长时间为100 h时生长厚度内为1500μm;同时,晶体产率显著提升,与生长时间基本呈线性关系。生长时间为100 h时,GaN单晶产率、多晶产率和总产率分别约为65.5%、18.5%和84.0%。在生长初期,(0002)面X射线摇摆曲线(XRC)半峰全宽低于270″,并随生长时间延长逐渐变大。对生长过程中熔体内剩余物料的计算结果表明,剩余金属Ga的质量随生长时间线性减少,而剩余金属Na的质量在生长初期略有上升,后期趋于稳定。数值计算结果显示,随着生长时间的延长,熔体内N离子浓度呈增大的趋势。本研究可为调控GaN晶体形貌、提升产率及优化生长工艺提供了重要的实验与理论依据。 展开更多
关键词 GAN 钠助熔剂法 液相外延 助熔剂过量 生长过程
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基于Ga-Ga_(2)O_(3)反应的OVPE法GaN生长研究
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作者 武文潇 于翔宇 +4 位作者 甘云海 李悦文 郑有炓 张荣 修向前 《人工晶体学报》 北大核心 2026年第2期217-222,共6页
高速率外延生长是制备大尺寸氮化镓(GaN)衬底的关键。本研究提出了一种简洁无额外副产物的氮化镓高速外延生长策略,即利用金属Ga与Ga_(2)O_(3)高温反应生成Ga_(2)O作为镓源的氧化物气相外延(OVPE)法,结合热力学计算和生长实验分析,验证... 高速率外延生长是制备大尺寸氮化镓(GaN)衬底的关键。本研究提出了一种简洁无额外副产物的氮化镓高速外延生长策略,即利用金属Ga与Ga_(2)O_(3)高温反应生成Ga_(2)O作为镓源的氧化物气相外延(OVPE)法,结合热力学计算和生长实验分析,验证了其可行性,为高速率生长GaN提供了新的技术路径和理论支撑。热力学计算分析确定了Ga-Ga_(2)O_(3)生成Ga_(2)O反应的吉布斯自由能与温度关系,该反应在1073~1273 K具有显著的自发性,且Ga_(2)O饱和蒸气压随温度升高呈指数增长,利于Ga_(2)O高效生成。基于Ga_(2)O完全转化假设建立了GaN生长速率模型,计算了不同温度下Ga-Ga_(2)O_(3)反应及生成GaN的理论生长速率,并进行了OVPE生长验证。结果显示,理论与实测生长速率在镓源温度依赖性趋势上高度一致,但理论值约为实验值的5倍,据此推算实际转化效率约为20%。通过拟合分析,推导出更高温度(1100~1300℃)下Ga_(2)O的生成速率和GaN的理论生长速率,结合实验结果,可以得出:在1 mol Ga_(2)O_(3)与4 mol GaN的标准反应配比下,镓源温度为1300℃时,2英寸(1英寸=2.54 cm)GaN衬底实际生长速率可达约1080μm/h,6英寸可达约120μm/h。 展开更多
关键词 氮化镓 氧化物气相外延法 Ga_(2)O 热力学计算 高生长速率
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卤化亚汞晶体及其在红外偏光/声光与核辐射探测器件中的应用
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作者 宋剑 岳中杰 +3 位作者 乔晓杰 翟仲军 张国栋 陶绪堂 《人工晶体学报》 北大核心 2026年第3期331-339,共9页
Hg_(2)X_(2)(X=Cl、Br、I)系列晶体具有红外透光范围宽、双折射大、声光品质因子大、声速和声衰减系数低等特点,是一类性能优良的中长波红外偏光与声光晶体材料,广泛应用于研制格兰·泰勒棱镜、渥拉斯顿棱镜等偏光器件及声光调制器... Hg_(2)X_(2)(X=Cl、Br、I)系列晶体具有红外透光范围宽、双折射大、声光品质因子大、声速和声衰减系数低等特点,是一类性能优良的中长波红外偏光与声光晶体材料,广泛应用于研制格兰·泰勒棱镜、渥拉斯顿棱镜等偏光器件及声光调制器、声光可调滤波器等声光器件,这些器件是高性能红外光谱仪、红外激光器、红外探测器的核心元件。此外,此类晶体的平均原子序数大、密度高、电阻率高、迁移率寿命积大,且兼具优异的半导体性能和近红外闪烁发光性能,在核辐射探测领域展现出巨大的应用潜力。本文系统综述了Hg_(2)X_(2)系列晶体的结构特征与物理性质,讨论了大尺寸晶体的生长方法,并深入分析了其在偏光器件、声光器件及辐射探测领域的应用进展,指出后续研究重点应聚焦于优化物理气相传输法工艺参数,提升晶体性能一致性,同时补充极端环境可靠性数据,推动其在更多实际场景中应用。 展开更多
关键词 Hg_(2)X_(2) 晶体生长 物理气相传输法 声光器件 偏光器件 核辐射探测
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基于硅微通道的硫氧化钆X射线闪烁屏制备与性能研究
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作者 郭丁逸 王国政 +5 位作者 柴羽佳 张广印 王蓟 杨继凯 郝子恒 罗洋 《人工晶体学报》 北大核心 2026年第2期211-216,共6页
硫氧化钆(GOS)闪烁晶体因对高能X射线的响应度高,在无损检测与工业探伤等领域占据着不可替代的地位。商用的GOS X射线闪烁屏通常是块状陶瓷结构,由于存在光的横向串扰问题,分辨率普遍不高(小于5 lp/mm)。本文利用光刻、电感耦合等离子体... 硫氧化钆(GOS)闪烁晶体因对高能X射线的响应度高,在无损检测与工业探伤等领域占据着不可替代的地位。商用的GOS X射线闪烁屏通常是块状陶瓷结构,由于存在光的横向串扰问题,分辨率普遍不高(小于5 lp/mm)。本文利用光刻、电感耦合等离子体(ICP)刻蚀、光辅助电化学腐蚀等工艺制备了周期为6、10和25μm的硅微通道阵列,并采用UV胶与GOS粉末混合填充的方法成功制备出了基于硅微通道的GOS X射线闪烁屏。搭建了X射线测试系统,测量了管电压对闪烁屏亮度的影响,通过MATLAB软件对刃边图像的边缘扩散函数(ESF)进行拟合,得到调制传递函数(MTF),进而计算出闪烁屏的空间分辨率。实验结果表明:闪烁屏的亮度随着管电压的提高而增加,周期较大的闪烁屏亮度越高,周期越小的闪烁屏分辨率越大,周期为6μm时分辨率为18.1 lp/mm,周期为10μm时分辨率为16.8 lp/mm,周期为25μm时分辨率为12.0 lp/mm。 展开更多
关键词 X射线闪烁屏 硫氧化钆 硅微通道 周期 亮度 分辨率
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被动调Q掺Nd^(3+)固体激光器的研究进展
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作者 彭张良 孙贵华 +2 位作者 张庆礼 王小飞 罗建乔 《人工晶体学报》 北大核心 2026年第1期1-12,共12页
三价钕离子(Nd^(3+))掺杂材料可以提供0.9~1.4μm等谱域,基于Nd^(3+)掺杂发展了大量的激光材料。0.9μm波段附近通过倍频技术可将激光转换为蓝光,用于显示技术和生物成像;1.06μm波段附近激光输出属于四能级系统,增益高,易于实现高功率... 三价钕离子(Nd^(3+))掺杂材料可以提供0.9~1.4μm等谱域,基于Nd^(3+)掺杂发展了大量的激光材料。0.9μm波段附近通过倍频技术可将激光转换为蓝光,用于显示技术和生物成像;1.06μm波段附近激光输出属于四能级系统,增益高,易于实现高功率输出,用于工业激光切割及激光手术等;1.4μm波段附近处于人眼安全带且具有大气传输特性,广泛应用于高精度激光雷达、生物医学应用和精细加工领域。这些红外激光源的研究因各种潜在的应用而在过去几十年中引起了广泛关注。本文详细介绍了掺Nd^(3+)激光晶体在氧化物及氟化物基质中的脉冲激光性能,同时分析传统可饱和吸收体和新兴二维可饱和吸收体的非线性光学特性及应用领域,最后总结了被动调Q掺Nd^(3+)固体激光器在基质和可饱和吸收体材料及谐振腔的研究现状与发展趋势。相信本文将对被动调Q掺Nd^(3+)固体激光器的研究提供更深的了解。 展开更多
关键词 Nd^(3+)掺杂 被动调Q 激光晶体 可饱和吸收体 固体激光器
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金刚石n型掺杂研究进展与展望
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作者 游志鹏 任泽阳 +2 位作者 张金风 郝跃 张进成 《人工晶体学报》 北大核心 2026年第3期340-348,共9页
金刚石是超宽禁带半导体的典型代表,理论上具有禁带宽度大、热导率极高、载流子迁移率高等优点,是高频、大功率、高温电子器件的理想材料。实现高效、高稳定的半导体掺杂是金刚石半导体电子器件应用的必然要求。目前,通过采用氢终端/硅... 金刚石是超宽禁带半导体的典型代表,理论上具有禁带宽度大、热导率极高、载流子迁移率高等优点,是高频、大功率、高温电子器件的理想材料。实现高效、高稳定的半导体掺杂是金刚石半导体电子器件应用的必然要求。目前,通过采用氢终端/硅终端等表面改性及硼掺杂等方法已经实现了较为优异的金刚石p型掺杂,并且p型器件也不断取得新的突破。但金刚石n型半导体掺杂却一直没有寻找到合适的掺杂剂或材料改性方法,仍然面临着掺杂效率低、激活能高、材料生长困难等问题。本文系统综述了金刚石采用单元素掺杂和多元素共掺杂方法实现n型半导体掺杂的国内外研究进展,并对各种掺杂方案的优势和缺点进行了分析,对金刚石n型掺杂的发展前景进行展望,希望能为解决金刚石n型半导体掺杂难题提供参考。 展开更多
关键词 金刚石 N型半导体 单元素掺杂 共掺杂 激活能
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ZnO/CdS∶Zn异质结构光阳极的制备及性能研究
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作者 苏适 孙明悦 +3 位作者 车致远 张丽娜 王秋实 马晋文 《人工晶体学报》 北大核心 2026年第2期301-306,共6页
采用水热法在FTO导电玻璃上成功制备出大面积高能面裸露的ZnO纳米片阵列,继而运用连续离子层吸附反应法在纳米片表面制备Zn掺杂的CdS纳米颗粒,形成ZnO/CdS∶Zn异质结构光阳极。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、紫外-可见光吸收光谱和三... 采用水热法在FTO导电玻璃上成功制备出大面积高能面裸露的ZnO纳米片阵列,继而运用连续离子层吸附反应法在纳米片表面制备Zn掺杂的CdS纳米颗粒,形成ZnO/CdS∶Zn异质结构光阳极。利用X射线衍射、扫描电子显微镜、紫外-可见光吸收光谱和三电极光电测试系统对所制备光阳极的晶相、微观形貌、光学特性和光电化学性质进行了系统的表征和分析。测试结果显示,CdS∶Zn纳米颗粒均匀且致密地沉积在ZnO纳米片阵列表面,随着连续离子层吸附反应循环次数的增加,薄膜的光吸收范围逐步拓宽到可见光区,光电流获得大幅度提高,可达6.25 mA·cm^(-2)。研究表明,异质结构构建与元素掺杂协同促进了薄膜光电性能的显著提升。 展开更多
关键词 ZnO纳米片阵列 光电化学性质 CdS纳米颗粒 Zn掺杂 异质结构
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图形化与非图形化薄膜衬底上Na助熔剂法生长GaN晶体的研究
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作者 黄戈萌 马明 +2 位作者 夏颂 范世 李振荣 《人工晶体学报》 北大核心 2026年第3期411-422,共12页
本研究采用Na助熔剂液相外延生长法,开展了不同温度下图形化(PS)与非图形化(NPS)薄膜衬底上GaN晶体的外延生长研究。结合COMSOL数值模拟,计算并分析了不同温度条件下Ga-Na熔体中的氮浓度分布及GaN过饱和度变化规律,从实验与数值模拟两... 本研究采用Na助熔剂液相外延生长法,开展了不同温度下图形化(PS)与非图形化(NPS)薄膜衬底上GaN晶体的外延生长研究。结合COMSOL数值模拟,计算并分析了不同温度条件下Ga-Na熔体中的氮浓度分布及GaN过饱和度变化规律,从实验与数值模拟两方面系统研究了PS和NPS上GaN晶体外延生长行为的差异。研究结果表明,在PS上,仅在840和850℃下成功实现了接种与外延生长,所得晶体表面呈现规则的六方锥阵列形貌,断面中上部存在未完全填充间隙。随温度从840℃升至850℃,熔体中氮浓度升高,过饱和度降低,六方锥小面趋于光滑,整体厚度由约570μm增至约810μm;当温度进一步升至860℃时,熔体中过饱和度进一步降低,点籽晶完全溶解,无外延生长发生。与之相比,在NPS上,840~860℃均可实现稳定外延生长。随温度升高,熔体中过饱和度逐渐降低,晶体表面形貌由低温下的山脊状结构逐渐转变为平坦胞状结构,断面表现为横向连续且致密。晶体厚度随温度变化呈先增后减趋势,于850℃达到最大值约1450μm。此外,PS上所得GaN晶体的厚度显著小于NPS。相比于NPS,PS的稳定外延生长窗口更窄,需要更精确地调控生长参数,以实现高质量晶体的外延生长。 展开更多
关键词 GaN晶体 Na助熔剂法 图形化衬底 非图形化衬底 生长模式
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快发光闪烁体上升沿精确测量及其在超快光电探测中的应用
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作者 陈振华 陆彦宇 +7 位作者 郭智 刘海岗 张祥志 邹鹰 王勇 邰仁忠 丁栋舟 杨帆 《人工晶体学报》 北大核心 2026年第2期182-190,共9页
闪烁体作为将高能辐射转化为光信号的关键材料,其上升沿时间直接影响探测系统的时间分辨率,对于X射线自由电子激光(XFEL)设施中的脉冲诊断与束流监测,以及飞行时间正电子发射断层扫描(TOF-PET)等前沿领域至关重要。本工作旨在深入探讨... 闪烁体作为将高能辐射转化为光信号的关键材料,其上升沿时间直接影响探测系统的时间分辨率,对于X射线自由电子激光(XFEL)设施中的脉冲诊断与束流监测,以及飞行时间正电子发射断层扫描(TOF-PET)等前沿领域至关重要。本工作旨在深入探讨闪烁体上升沿这一核心时间性能参数的重要性及其现有测量技术的瓶颈,并提出一种创新的高精度测量方案。研究利用355 nm皮秒脉冲激光,通过分光将光束分为触发光路与激发光路,并耦合光谱仪进行单色光选择,有效克服了激光脉冲抖动和弱荧光信号采集难题。实验测得,相比LYSO∶Ce闪烁体的上升时间为(273.7±26.9)ps,新兴的CsPbCl_(3)全无机钙钛矿闪烁体展现出低至(209.6±6.7)ps的超快上升时间,而衰减时间仅为(663.4±34.2)ps。这一百皮秒级的上升时间与超快响应特性,揭示了CsPbCl_(3)在吉赫兹高重频超快探测器领域的巨大潜力,为同步辐射和自由电子激光装置诊断提供了关键技术支撑,也为下一代超快闪烁体的筛选优化提供了关键方法与物理数据。 展开更多
关键词 钙钛矿闪烁体 CsPbCl_(3) 上升时间 高重频 X射线探测器 吉赫兹
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