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垂直布里奇曼法生长氧化镓单晶及其性能表征
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作者 黄东阳 黄浩天 +3 位作者 潘明艳 徐子骞 贾宁 齐红基 《人工晶体学报》 北大核心 2025年第2期190-196,共7页
本文采用自主设计的垂直布里奇曼(VB)炉,通过动态模拟与实验深度耦合迭代优化的方法,建立了生长炉模型,通过优化生长炉的温场得到最佳温场,并根据模拟最佳温场对实际温场进行优化改造,成功生长出直径3英寸(1英寸=2.54 cm)的氧化镓(β-Ga... 本文采用自主设计的垂直布里奇曼(VB)炉,通过动态模拟与实验深度耦合迭代优化的方法,建立了生长炉模型,通过优化生长炉的温场得到最佳温场,并根据模拟最佳温场对实际温场进行优化改造,成功生长出直径3英寸(1英寸=2.54 cm)的氧化镓(β-Ga_(2)O_(3))单晶。进一步加工得到最大尺寸为直径2.5英寸的(100)面β-Ga_(2)O_(3)晶圆,并对β-Ga_(2)O_(3)晶体的结晶质量和光学性能进行了表征测试。测试结果表明,β-Ga_(2)O_(3)晶体具有较高结晶质量,其紫外截止边为257.5 nm,对应光学带隙为4.78 eV,晶体的劳埃衍射斑点清晰、对称,摇摆曲线半峰全宽(FWHM)最小为39.6″。 展开更多
关键词 β-Ga_(2)O_(3) 垂直布里奇曼 晶体生长 高结晶质量 宽禁带半导体
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籽晶垂直布里奇曼法生长大尺寸CdZnTe单晶体 被引量:11
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作者 徐亚东 介万奇 +1 位作者 王涛 刘伟华 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第6期1180-1184,共5页
采用改进的垂直布里奇曼(MVB)法并引入籽晶生长技术,成功生长出直径60mm,单晶体积超过200cm^2的CdZeTe(CZT)晶锭。根据CZT晶片在近红外(NIR)波段的透过谱,由截止波长推算Zn组分在晶片中的平均含量,进一步的拟合得出晶体生长过... 采用改进的垂直布里奇曼(MVB)法并引入籽晶生长技术,成功生长出直径60mm,单晶体积超过200cm^2的CdZeTe(CZT)晶锭。根据CZT晶片在近红外(NIR)波段的透过谱,由截止波长推算Zn组分在晶片中的平均含量,进一步的拟合得出晶体生长过程Zn沿晶锭轴向分凝因数约为1.30;分析了晶片在中红外波段内的红外透过率,发现波数在2000-4000cm^-1内透过率平直且较高,超过60%,而从2000cm^-1到500cm^-1随波数的减小透过率急速下降至零;由钝化后的Au/CZT晶片的I-V曲线,计算得到生长态C2T晶片的电阻率P达到1.8×10^9-2.6×10^10Ω·cm。 展开更多
关键词 CDZNTE 籽晶 垂直布里奇曼 近红外光谱
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垂直布里奇曼法生长CdZnTe晶体时坩埚下降速度的优化研究 被引量:3
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作者 李万万 桑文斌 +4 位作者 闵嘉华 郁芳 张斌 王昆黍 曹泽淳 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期723-732,共10页
在垂直布里奇曼法(VBM)晶体生长的过程中,坩埚下降速度和晶体生长速度之间的关系对生长出来的晶体质量有很大的影响。本文采用有限元法对探测器材料CdZnTe的晶体生长过程进行了热分析,主要研究了不同的坩埚下降速度对生长过程中晶体生... 在垂直布里奇曼法(VBM)晶体生长的过程中,坩埚下降速度和晶体生长速度之间的关系对生长出来的晶体质量有很大的影响。本文采用有限元法对探测器材料CdZnTe的晶体生长过程进行了热分析,主要研究了不同的坩埚下降速度对生长过程中晶体生长速度及固液界面形状的影响,发现材料的热导率和相变潜热的比值是影响固液界面形状的主要内因。模拟结果表明,当坩埚下降速度Vp≈1mm/h时,其数值与晶体生长速度接近相等,可获得接近水平的固-液界面。实际的晶体生长实验结果与计算机模拟的结论基本一致。因此,通过适当的选择和调节坩埚下降速度是获得高质量晶体的可行技术方案。 展开更多
关键词 CDZNTE 垂直布里奇曼 有限元 实验研究
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垂直布里奇曼法生长铜单晶体的研究 被引量:3
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作者 王立苗 赵北君 +3 位作者 朱世富 唐世红 何知宇 肖怀安 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2009年第1期44-47,共4页
Cu单晶在中子和X射线单色器及激光核聚变靶材等领域有重要应用前景。本文采用自制的硅钼棒单晶生长炉和特制的镀碳石英生长坩埚,采用垂直布里奇曼法在30℃/cm的温度梯度下,以10 mm/d的下降速度生长出较高质量的铜单晶体。生长的晶体经... Cu单晶在中子和X射线单色器及激光核聚变靶材等领域有重要应用前景。本文采用自制的硅钼棒单晶生长炉和特制的镀碳石英生长坩埚,采用垂直布里奇曼法在30℃/cm的温度梯度下,以10 mm/d的下降速度生长出较高质量的铜单晶体。生长的晶体经多次研磨抛光腐蚀处理后进行X射线衍射分析和金相分析,显示出(200)晶面尖锐的X射线衍射峰和规则的方形蚀坑,表明生长的晶体结构完整。 展开更多
关键词 单晶生长 垂直布里奇曼 蚀坑观察
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碲锌镉垂直布里奇曼法晶体生长过程固液界面的演化 被引量:7
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作者 刘俊成 姚光平 +1 位作者 崔红卫 董抒华 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期555-562,共8页
计算模拟了半导体材料碲锌镉垂直布里奇曼法单晶体生长过程,以等温线图展示了固液界面形状的演化,分析了温度梯度和坩埚移动速率对固液界面形状以及晶体内组分偏析的影响。计算结果表明在凝固的初始段,固液界面的凹陷深度较大,随后有较... 计算模拟了半导体材料碲锌镉垂直布里奇曼法单晶体生长过程,以等温线图展示了固液界面形状的演化,分析了温度梯度和坩埚移动速率对固液界面形状以及晶体内组分偏析的影响。计算结果表明在凝固的初始段,固液界面的凹陷深度较大,随后有较大幅度的减小。整个凝固过程中固液界面的凹陷深度值有一定的波动性。提高温度梯度、降低坩埚移动速率均能有效地减小固液界面的凹陷,改善晶体的径向组分偏析。 展开更多
关键词 碲锌镉 垂直布里奇曼 晶体生长 固液界面 数值模拟 温度梯度 坩埚移动速率
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垂直布里奇曼法生长碘化铅单晶体 被引量:2
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作者 赵欣 金应荣 朱兴华 《材料科学与工艺》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第4期428-431,共4页
碘化铅(PbI2)晶体的平均原子序数较高,有较宽的禁带宽度,作为一种新型室温核辐射探测器材料有着广阔前景.以高纯Pb和I2单质为原料,采用两温区气相输运法(TVM)成功合成出单相PbI2多晶原料,并以此为原料,用垂直布里奇曼法(VBM)生长了3种... 碘化铅(PbI2)晶体的平均原子序数较高,有较宽的禁带宽度,作为一种新型室温核辐射探测器材料有着广阔前景.以高纯Pb和I2单质为原料,采用两温区气相输运法(TVM)成功合成出单相PbI2多晶原料,并以此为原料,用垂直布里奇曼法(VBM)生长了3种不同颜色的PbI2单晶体.研究表明:晶体生长工艺参数对晶体的质量有重要影响,适当调整温度场和安瓿在生长炉中的位置,可有效地避免或减轻晶体富碘现象,从而生长出优质的黄色PbI2单晶体. 展开更多
关键词 碘化铅 气相输运 垂直布里奇曼 多晶体 单晶体生长
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Cd补偿垂直布里奇曼法生长Cd_(0.9)Zn_(0.1)Te晶体 被引量:3
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作者 李国强 谷智 介万奇 《功能材料》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第1期95-97,99,共4页
 采用传统垂直布里奇曼法和Cd补偿垂直布里奇曼法,分别生长出两根尺寸为φ30mm×130mm的Cd0.9Zn0.1Te晶锭。测试了晶体的结晶质量、成分分布、位错腐蚀坑密度(EPD)、红外透过率及电阻率。结果表明,Cd补偿垂直布里奇曼法生长的晶体...  采用传统垂直布里奇曼法和Cd补偿垂直布里奇曼法,分别生长出两根尺寸为φ30mm×130mm的Cd0.9Zn0.1Te晶锭。测试了晶体的结晶质量、成分分布、位错腐蚀坑密度(EPD)、红外透过率及电阻率。结果表明,Cd补偿垂直布里奇曼法生长的晶体结晶质量好、成分分布均匀、EPD低、红外透过性能好且电阻率高。这说明Cd补偿垂直布里奇曼法是一种生长高阻值CZT晶体的优良方法。 展开更多
关键词 Cd补偿垂直布里奇曼 Cd0.9Zn0.1Te晶体 EPD 红外透过率 电阻率 晶体生长
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垂直布里奇曼法生长的Cd_(0.8)Mn_(0.2)Te单晶体中Te沉淀相分析 被引量:1
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作者 栾丽君 介万奇 《电子显微学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期57-61,共5页
Cd1-xMnxTe(CdMnTe,CMT)是制备光学隔离器、太阳能电池、x射线和γ射线探测器的优选材料。本实验采用垂直布里奇曼(VB)法成功地生长出Cd0.8Mn0.2Te单晶体。用JEM-3010型高分辨透射电子显微镜(HRTEM)观察了CMT晶体中的纳米级Te沉淀。选... Cd1-xMnxTe(CdMnTe,CMT)是制备光学隔离器、太阳能电池、x射线和γ射线探测器的优选材料。本实验采用垂直布里奇曼(VB)法成功地生长出Cd0.8Mn0.2Te单晶体。用JEM-3010型高分辨透射电子显微镜(HRTEM)观察了CMT晶体中的纳米级Te沉淀。选区电子衍射得到了Te沉淀与CMT基体两相的合成电子衍射图。计算出单斜Te沉淀的晶胞参数为:a=0.31nm,b=0.79nm,c=0.47nm,β=92.71°。确定了Te沉淀和CMT基体的取向关系为(0■1)Te//(■02)CMT,[100]Te//[111]CMT。最后,对Te沉淀(缺陷)的形成原因进行了分析。 展开更多
关键词 垂直布里奇曼(VB) 稀释磁性半导体 Cd0.8Mn0.2Te Te沉淀
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垂直布里奇曼法生长碲锌镉晶体的工艺条件优化
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作者 范叶霞 《激光与红外》 CAS CSCD 北大核心 2015年第8期934-938,共5页
分析了利用垂直布里奇曼法生长碲锌镉晶体的工艺条件,如坩埚的材质和形状、炉体温场、固液界面形状、生长速率以及采用籽晶等生长条件对晶体单晶率和质量的影响,并提出了优化垂直布里奇曼法生长Cd Zn Te晶体的条件。
关键词 垂直布里奇曼 PBN 坩埚 籽晶生长 碲锌镉晶体
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垂直Bridgman法生长碲锌镉晶体的数值模拟分析 被引量:10
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作者 马雁冰 刘滔 +4 位作者 邹鹏程 姜军 高文峰 罗川旭 林文贤 《红外技术》 CSCD 北大核心 2009年第4期240-245,共6页
利用FIDAP数值软件,详细地模拟分析了垂直Bridgman法生长碲锌镉晶体过程,讨论了碲锌镉材料潜热释放及熔体对流对安瓿边界的温场分布的影响,分析了5 K/cm、10 K/cm、15 K/cm三种不同温度梯度条件对固液界面的影响。结果表明:在所采用的... 利用FIDAP数值软件,详细地模拟分析了垂直Bridgman法生长碲锌镉晶体过程,讨论了碲锌镉材料潜热释放及熔体对流对安瓿边界的温场分布的影响,分析了5 K/cm、10 K/cm、15 K/cm三种不同温度梯度条件对固液界面的影响。结果表明:在所采用的模型计算条件下,潜热释放及熔体对流对安瓿边界的温场分布有很小的影响;在生长初期和末期,固液界面变化比较剧烈;随着温度梯度的加大,在生长中期,界面凹向固态区的趋势减小,界面凹向液态区的趋势加大。 展开更多
关键词 CDZNTE FIDAP 垂直bridgman 数值模拟
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自发成核Bridgman法生长LaBr_3∶Ce晶体 被引量:8
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作者 史宏声 秦来顺 +3 位作者 魏钦华 陈晓峰 任国浩 舒康颖 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第B06期231-233,共3页
本文用垂直Bridgman自发成核的方法生长了尺寸达φ25mm×30mm的LaBr3∶Ce单晶,晶体透明,无宏观缺陷。分析了晶体生长中主要的问题,指出了原料处理的关键,并指出了自发成核条件下晶体最有可能的生长取向为[001]方向,该方向对抑制晶... 本文用垂直Bridgman自发成核的方法生长了尺寸达φ25mm×30mm的LaBr3∶Ce单晶,晶体透明,无宏观缺陷。分析了晶体生长中主要的问题,指出了原料处理的关键,并指出了自发成核条件下晶体最有可能的生长取向为[001]方向,该方向对抑制晶体开裂非常有利。 展开更多
关键词 bridgman LaBr3:Ce晶体 自发成核 晶体取向 晶体开裂
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Bridgman法生长的PWO晶体的发光特性和透光特性 被引量:5
12
作者 张明荣 胡关钦 +2 位作者 李培俊 徐力 殷之文 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 1998年第3期303-307,共5页
本文采用改进的Bridgman法,以纯度不低于99.99%的PbO和WO3为原料,生长出无色透明的、大尺寸的PbWO4(PWO)晶体,研究了晶体沿生长方向不同部位的透射光谱及X射线激发的发射光谱特性.发现改进的Bridgman法生长的PWO晶体具有较好的... 本文采用改进的Bridgman法,以纯度不低于99.99%的PbO和WO3为原料,生长出无色透明的、大尺寸的PbWO4(PWO)晶体,研究了晶体沿生长方向不同部位的透射光谱及X射线激发的发射光谱特性.发现改进的Bridgman法生长的PWO晶体具有较好的发光均匀性和透光均匀性,其原因主要是改进的Bridgman法采用密封的坩埚,有效地抑制了组份(PbO和WO3)的挥发. 展开更多
关键词 bridgman PBWO4 发光特性 透光特性 晶体生长
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用NH_4Cl-H_2O溶液共晶凝固实验模拟Bridgman法晶体生长过程 被引量:3
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作者 李恒 白博峰 +2 位作者 苏燕兵 张磊 郭烈锦 《西安交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第11期1298-1302,共5页
利用NH4Cl-H2O溶液的共晶凝固模拟Bridgman法晶体生长过程,通过粒子图像测速系统测量了矩形腔和圆柱腔内NH4Cl-H2O溶液共晶凝固过程中的流场,结合温度变化得到了凝固过程中流动和温度的耦合规律.实验结果表明:在侧壁和底部冷却条件下,... 利用NH4Cl-H2O溶液的共晶凝固模拟Bridgman法晶体生长过程,通过粒子图像测速系统测量了矩形腔和圆柱腔内NH4Cl-H2O溶液共晶凝固过程中的流场,结合温度变化得到了凝固过程中流动和温度的耦合规律.实验结果表明:在侧壁和底部冷却条件下,两种腔室内溶液共晶凝固过程中流场的变化基本相似,形成竖壁面附近溶液向下流动、中心区域溶液向上流动的对流涡;凝固开始后,热交换和潜热的释放使液相区内温度下降趋于平缓;圆柱腔内出现了角区绕流和二次对流涡现象.实验得到的流动和温度变化规律为理论建模及数值计算提供了有用的实验数据. 展开更多
关键词 共晶凝固 粒子图像测速系统 bridgman
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Bridgman法晶体生长过程中界面形状的改变 被引量:3
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作者 张海斌 任国浩 +2 位作者 邓群 刘高联 陈建明 《硅酸盐通报》 CAS CSCD 北大核心 2005年第1期8-11,16,共5页
对不同生长条件下,Bridgm an法晶体生长过程进行了计算,对界面形状的改变的规律加以总结,并讨论了不同生长条件对界面形状的改变的影响。换热系数、导热系数和晶体宽度是影响界面凸凹程度及其变化趋势的重要参数。
关键词 bridgman 晶体生长 界面 形状 宽度 参数 导热系数 改变 影响 变化趋势
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Bridgman法生长的PbWO_4晶体的腐蚀观察 被引量:2
15
作者 宫波 沈定中 +3 位作者 张海斌 史宏声 任国浩 殷之文 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2002年第4期376-379,共4页
利用光学显微镜观察了Bridgman法生长的PbWO4晶体 (0 0 1)晶面的腐蚀形貌 ,讨论了位错蚀坑的形态特征 ,分布规律以及与晶体结晶习性的关系 ,同时还观察了亚晶界的形态 。
关键词 bridgman 晶体生长 PBWO4晶体 腐蚀 位错 亚晶界
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四方品系晶体的Bridgman法生长的稳态数值模拟 被引量:2
16
作者 张海斌 沈定中 +1 位作者 任国浩 邓群 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第5期455-459,共5页
本文对四方晶系晶体的Bridgman法生长进行了稳态数值模拟。当熔体的导热系数位于晶体横向导热系数和纵向导热系数中间的一小段时,将产生“W”形固液界面。通过比较,指出不同导热系数组合时晶体生长的难易。当熔体的导热系数位于晶体横... 本文对四方晶系晶体的Bridgman法生长进行了稳态数值模拟。当熔体的导热系数位于晶体横向导热系数和纵向导热系数中间的一小段时,将产生“W”形固液界面。通过比较,指出不同导热系数组合时晶体生长的难易。当熔体的导热系数位于晶体横向导热系数和纵向导热系数中间的一小段时,界面平坦,容易长出较好质量的晶体。对中、低级晶系的生长,晶体横向导热系数应大于纵向导热系数。 展开更多
关键词 四方晶系晶体 bridgman 晶体生长 稳态数值模拟 导热系数
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Hg_(1-x)Mn_xTe晶体的垂直Bridgman法生长系统温度场分析 被引量:2
17
作者 谷智 刘泉喜 介万奇 《红外技术》 CSCD 北大核心 2010年第5期249-254,共6页
利用ANSYS有限元软件,以实际炉膛内的温度分布为边界条件,分析了包括生长中的Hg0.9Mn0.1Te晶体和晶体生长炉在内的生长系统的温度场。结果表明,晶体、熔体、高压Hg蒸气和石英的存在,使炉膛内的温度分布趋于平缓。在气液(气固)界面、液... 利用ANSYS有限元软件,以实际炉膛内的温度分布为边界条件,分析了包括生长中的Hg0.9Mn0.1Te晶体和晶体生长炉在内的生长系统的温度场。结果表明,晶体、熔体、高压Hg蒸气和石英的存在,使炉膛内的温度分布趋于平缓。在气液(气固)界面、液固界面、石英坩埚顶部和底部,轴向温度出现转折。随着晶体的生长,固液界面的轴向温度梯度逐渐减小。当石英坩埚完全处于高温区或低温区时,所在位置的温度分布更均匀,但远离坩埚区域的温度场受到的影响很小。 展开更多
关键词 Hg1-xMnxTe晶体 垂直bridgman 数值模拟 温度场
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Bridgman法生长的大尺寸钨酸铅晶体的光学和闪烁性能(英文) 被引量:2
18
作者 张明荣 范宇红 +4 位作者 张春生 韦瑾 任绍霞 葛云程 陈刚 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第4期591-595,共5页
本文报道了我们采用改进的Bridgman法为欧洲核子研究中心 (CERN)大型强子对撞机 (LHC)上的紧凑型 μ子螺线管 (CMS)实验生长的大尺寸掺Y3 + 钨酸铅闪烁晶体 ,给出了晶体的光学和闪烁性能 ,如光致发光谱、X射线致发光光谱、纵 /横向的透... 本文报道了我们采用改进的Bridgman法为欧洲核子研究中心 (CERN)大型强子对撞机 (LHC)上的紧凑型 μ子螺线管 (CMS)实验生长的大尺寸掺Y3 + 钨酸铅闪烁晶体 ,给出了晶体的光学和闪烁性能 ,如光致发光谱、X射线致发光光谱、纵 /横向的透射光谱、光产额以及辐照硬度。测试结果表明 ,掺Y2 O3 的钨酸铅晶体光产额很高 (>13pe/MeV) ,且全为 10 0ns以内的快发光 ,其辐照硬度已接近CMS电磁量能器 (ECAL)端帽晶体的要求 ,同一批晶体彼此间的性能一致性好。 展开更多
关键词 bridgman 大尺寸钨酸铅 晶体生长 光学性能 闪烁性能 大型强子对撞机 Y掺质
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Bridgman法晶体生长的瞬态数值模拟 被引量:1
19
作者 张海斌 陈文斌 +1 位作者 沈定中 任国浩 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第6期546-549,共4页
采用变形有限元法对坩埚下降法晶体生长过程进行了瞬态数值模拟。对随下降距离生长位置、生长速度、界面位置处的法线方向温度梯度和凹度的变化进行了分析说明,将生长过程划分为三个阶段。结果表明在整个生长过程中,晶体生长条件一直处... 采用变形有限元法对坩埚下降法晶体生长过程进行了瞬态数值模拟。对随下降距离生长位置、生长速度、界面位置处的法线方向温度梯度和凹度的变化进行了分析说明,将生长过程划分为三个阶段。结果表明在整个生长过程中,晶体生长条件一直处于变化之中,因而晶体的质量也在整块晶体中呈现一定的波动性。 展开更多
关键词 晶体生长 bridgman 瞬态数值模拟 坩埚下降 变形有限元
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垂直Bridgman法变速生长Hg_(1-x)Mn_xTe晶体 被引量:1
20
作者 谷智 李国强 +1 位作者 张龙 介万奇 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第2期137-140,共4页
在固液界面迁移理论和SODCM模型(二次反扩散补偿法)的基础上,本文提出采用垂直Bridgman法变速生长Hg1-xMnxTe晶体,并从理论和实验两方面对该方法的可行性进行了验证。与传统垂直Bridgman法的对比实验结果表明,该方法可以在提高轴向组分... 在固液界面迁移理论和SODCM模型(二次反扩散补偿法)的基础上,本文提出采用垂直Bridgman法变速生长Hg1-xMnxTe晶体,并从理论和实验两方面对该方法的可行性进行了验证。与传统垂直Bridgman法的对比实验结果表明,该方法可以在提高轴向组分均匀性的前提下增大抽拉速度,进而提高晶体生长速度。 展开更多
关键词 垂直bridgman Hg1-xMnxTe晶体 固液界面迁移 变速生长机理 组分均匀性
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