Czochralski法生长大尺寸铽稼石榴石晶体及铽钪铝石榴石晶体

来源 :厦门大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:xiaoyan_0532
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
自法拉第发现磁光效应以来,磁光器件的应用已经成为光通讯以及集成光路等领域中不可或缺的一部分。磁光材料作为磁光器件中的核心,对器件的性能起决定性作用。而磁光材料中的磁光晶体由于其高透过率,优异的磁光性能,高温稳定性,在各类磁光器件的制作上占据了最为重要的地位。基于此本文研究了广泛应用于磁光器件中的铽镓石榴石(TGG)晶体,以及下一代高级替代物,热门磁光晶体铽钪铝石榴石(TSAG)晶体的制备。主要包括温场的构建,多晶料合成工艺的探究以及以提拉法生长大尺寸单晶。对晶体生长的设备,工艺,色心,成分分凝现象做出了细致的研究,并对生长的TGG晶体进行了性能的表征与分析。铽镓石榴石晶体方面的研究包括采用固相烧结的工艺确定了适合铽镓石榴石晶体生长的多晶料合成工艺,对烧结时长与烧结温度进行了研究。通过X射线衍射对制备的粉体进行表征以验证多晶料合成的程度。制备出了适合磁光晶体生长的高质量多晶粉末。通过提拉法在不同的气氛下生长了一系列大尺寸TGG晶体(Φ76mm*L100mm)。讨论了色心、破裂、螺旋生长的机理,结果表明TGG晶体的色心与气氛和原料的组成有密切的关系。通过增加Ga2O3的含量至6.5%并且提高多晶料烧结温度,可以得到大尺寸弱色心TGG晶体。为了提高晶体的光学性能,首次研究了 TGG晶体的适宜退火条件。结果表明,选择合适的退火条件可以消除TGG晶体的色心。通过研究晶体加工工艺,对生长的晶体进行定向、切割、抛光,制备了不同尺寸规格的TGG晶体样品以用于性能表征。测试结果表明生长的TGG晶体透过率超过80%,且消光比在35dB之上。铽钪铝石榴石晶体方面的研究包括采用固相烧结的工艺确定了适合铽钪铝石榴石晶体生长的多晶料合成工艺,对烧结时长与烧结温度进行了研究。通过构建合适的温场,设计合理的工艺参数,以Nd:YAG晶体为籽晶,采用提拉法在高纯Ar气氛下生长了一系列尺寸不同的铽钪铝石榴石晶体。并且最终成功得到无开裂、气泡、色心的大尺寸铽钪铝石榴石晶体(Φ40 mm*L60 mm)。且通过测定晶体内部与埚底料的物相分析以及含量测定,研究了铽钪铝石榴石晶体生长时钪元素与铝元素的分凝现象。生长的铽镓石榴石晶体与铽钪铝石榴石晶体在尺寸上均处于国内外较领先水平。晶体性能优异,完全能够满足制作磁光器件的需求。
其他文献
随着生活水平的提高,人们对物品储存的要求更加复杂和严格。如希望能够获得更长的有效保质期;能够在冷冻环境下包装有锋利棱角的物品;包装效果受环境温度或湿度的影响较小等。这就要求包装材料需要有更好的阻隔性和韧性。采用高分子薄膜材料包装物品是一种保鲜储存的有效方式,其中,双向拉伸尼龙(BOPA)薄膜具有优异的力学性能,广泛应用于各种包装领域,但其阻隔性并不突出且吸湿率高,妨碍了包装效果的进一步提高。聚己二
学位
碳纤维增强聚合物电解质复合材料超级电容器将结构器件的承载功能和电源器件的储能功能结合一体,可提高系统整体的结构效率与能量密度,在汽车工业和航空航天领域具有广泛的应用前景。目前,复合材料超级电容器的研究尚处于基础研究阶段,器件储能性能和电解质组分的离子电导率难以满足应用需求,关于电容器及其组分的结构功能相关性与协同调控研究基础薄弱。基于此,本文采用环氧树脂与电解液混溶,利用诱导分相法制备双连续相固态
学位
聚合物先驱体陶瓷转化法(PDC approach)是利用有机聚合物先驱体优异的加工成型性能,经加工成型、交联及热解等步骤,制备陶瓷材料。但先驱体纳米粒子在有机-无机转化过程中,涉及复杂的裂解反应。再加上纳米粒子表面积大,表面未成键电子多,致使其活性大,在热解过程中粒子间容易发生相互反应,生成块体陶瓷。因此使用该方法制备核-壳纳米粒子的报道较少。本论文中使用沥青为隔离剂,以含钴聚碳硅烷溶胶粒子为原料
学位
铝离子光钟跃迁谱线的自然线宽为8 mHz,因此,需要用线宽为1 Hz左右的激光探测光钟跃迁谱线。半导体激光器的线宽为500 kHz,长期漂移量为90 MHz/h,为了满足铝离子光谱探测的要求,将激光频率稳定在法布里-珀罗(F-P)腔上。振动噪声为F-P腔的主要噪声之一,为了降低F-P腔的振动敏感性,理论分析了激光频率稳定的F-P腔振动敏感性。通过有限元方法模拟分析了F-P腔的弹性形变与其形状和支撑
期刊
第三代半导体氮化镓(Gallium Nitride,GaN)具有禁带宽(3.4eV)、抗辐射强、击穿电压高、热导率高等优异特质,在电子、光电子等领域有着不可替代的作用。目前GaN基器件的制造主要采用干法刻蚀,需要应用昂贵的设备和复杂的工艺。简单的湿法光电化学(photoelectrochemistry,PEC)刻蚀可以避免上述缺点,但采用现有的PEC方法加工化学性质极端惰性的GaN不仅刻蚀速度慢,
学位
致病基因预测对于推进致病机制的研究起到了重要的作用,是生物信息学研究中的一个重要课题。由于单源生物数据存在的高噪声和高维度问题,极大程度地影响了数据的可靠性。鉴于生物学家通常倾向于整合多源数据来避免偏差,本文对多源特征的融合方式进行了相关研究。具体地,本文从特征融合和模型融合的角度对致病基因的预测问题进行了研究。具体研究内容如下:(1)为了充分挖掘基因-基因关联网络中的拓扑信息,本文构建了基于网络
学位
针对中国健康街道缺乏本土化指标的问题,以我国城市街道为研究对象,在健康街道理念下,采用影响要素筛选的评估方法,提出以街道环境、公共空间、交通通行、街道安全、设施公平5项健康评价影响要素,通过居民意向调查,采集街道的特征、交通行为数据,并依据我国街道设计标准,构建在公众参与下科学的健康街道量化评价指标。研究表明,该指标能更清晰地反映我国街道健康问题,适用不同等级的街道,为健康街道设计及评价提供参考依
期刊
针对肝脏肿瘤CT图像的目标检测是智慧医疗建设的重要组成部分,然而由于肝脏CT图像中的肿瘤具有目标尺度跨度大、小目标多、分布稀疏、目标边缘模糊、背景复杂等诸多特点,导致肝脏CT图像中的肿瘤小目标检测仍然是一项极具挑战性的任务。论文将自适应训练样本选择(Adaptive Training Sample Selection,ATSS)引入肝肿瘤目标检测领域,提出一种小目标检测模型IPSC-ATSS(Im
学位
微创外科手术由于其术后恢复快,并发症少等优点已成为主流的手术方式之一。但其也存在缺陷,在传统的开腔手术中,医生能够凭借视觉和触觉的感知定位手术环境中的神经血管束。而在微创外科手术中,医生根据内窥镜提供的手术视觉(视频画面)操纵手术工具进行手术,该过程中医生失去了触觉感知,且仅凭肉眼无法观察到视频图像中组织表面细微的脉动运动,从而无法精准感知神经血管的位置与运动状态等重要信息。因此,医生在微创手术过
学位
中国保险业自上个世纪八十年代以来步入了快速发展的阶段,我国保险行业的发展也引起了国内外资本的广泛关注,同时,伴随着改革开放和中国加入WTO,中国市场正不断吸引外国资本进入,与此同时带来的是我国保险市场的资本组成和公司性质开始逐渐多样化,保险行业市场主体越来越多,保险行业的市场规模越来越大,民众认可度也越来越高。无论是中国保险市场的保费收入体量、保费深度、保费密度,还是保险系统机构数量都有了快速的提
学位