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光学超晶格中红外光参量振荡器研究进展 被引量：13
1
作者 聂鸿坤 宁建 +4 位作者 张百涛 杨克建 赵刚 吕新杰 何京良 《中国激光》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第5期119-146,共28页
基于光学超晶格的光参量振荡技术是研制2~5μm波段中红外相干光源的有效技术手段,在遥感探测、精密测量、环境监测、医疗诊断、科学研究和军事国防等领域具有非常重要的应用价值。总结了光学超晶格2~5μm中红外光参量振荡器的国内外研... 基于光学超晶格的光参量振荡技术是研制2~5μm波段中红外相干光源的有效技术手段,在遥感探测、精密测量、环境监测、医疗诊断、科学研究和军事国防等领域具有非常重要的应用价值。总结了光学超晶格2~5μm中红外光参量振荡器的国内外研究进展,重点分析了连续波、纳秒脉冲以及皮秒脉冲等不同运转模式下光参量振荡器的结构特点、优势和发展前景。并对光学超晶格中红外光参量振荡器的发展趋势进行了展望,指出高功率、宽调谐、低功耗、小型化和轻量化是光学超晶格光参量振荡器的重要发展方向,而高质量大尺寸(厚度)的光学超晶格晶体、性能优异的泵浦源和可靠的工程化样机设计是未来光参量振荡器发展的核心技术。 展开更多
关键词 激光光学 光学超晶格晶体 光参量振荡器 中红外激光
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大尺寸晶体快速生长理论与技术的研究进展 被引量：5
2
作者 刘锋 陈昆峰 +1 位作者 彭超 薛冬峰 《人工晶体学报》 CAS 北大核心 2022年第9期1732-1744,共13页
“如何突破大尺寸晶体材料的制备理论和技术”是中国科协发布的2021年度的十大前沿科学问题之一,揭示晶体生长机制和突破生长关键技术是大尺寸功能晶体发展的两个趋势。在原子分子尺度上,晶体生长可以是有势垒的热激活过程,也可以是无... “如何突破大尺寸晶体材料的制备理论和技术”是中国科协发布的2021年度的十大前沿科学问题之一,揭示晶体生长机制和突破生长关键技术是大尺寸功能晶体发展的两个趋势。在原子分子尺度上,晶体生长可以是有势垒的热激活过程,也可以是无势垒的超快结晶过程,这与具体的体系以及晶面有关。从界面属性角度来看,光滑界面是以台阶拓展的方式生长;粗糙界面没有明显的固-液分层,通过局部原子固化进行生长。本文从晶体生长理论模型、生长技术及其应用实例,以及分子动力学方法在晶体生长中的应用等方面探讨了近些年大尺寸晶体快速生长理论和技术的研究进展。目前有多种方法制备大尺寸晶体,但普遍存在制备的晶体质量差和性能不稳定等问题。需要突破对晶体生长微观机制上的认识,建立机制与温度、流速等外界因素的内在联系。而利用机器学习力场以及分子动力学模拟方法,建立固-液界面,模拟晶体生长,将是探究晶体生长微观机制的一种有效方式。 展开更多
关键词 大尺寸晶体 人工晶体 晶体生长模型 生长理论 固-液界面
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铌酸锂晶体铁电畴调控及器件应用研究进展
3
作者 陈宇能 陈昆峰 薛冬峰 《无机盐工业》 CAS CSCD 北大核心 2024年第6期1-13,共13页
铌酸锂是一种多功能晶体,具有压电、铁电、热释电、电光、声光、光弹、非线性等物理性质。随着铌酸锂铁电畴工程的不断进步和铌酸锂单晶薄膜技术的发展,铌酸锂的诸多优异性能已被开发出来,广泛应用于光波导、电光调制器、非线性光学、... 铌酸锂是一种多功能晶体,具有压电、铁电、热释电、电光、声光、光弹、非线性等物理性质。随着铌酸锂铁电畴工程的不断进步和铌酸锂单晶薄膜技术的发展,铌酸锂的诸多优异性能已被开发出来,广泛应用于光波导、电光调制器、非线性光学、量子器件等领域,未来在光子学方面的广泛应用可能形成“铌酸锂谷”时代。着重介绍了铌酸锂的畴反转方法、生长机制、畴结构表征手段、铁电畴工程的应用,以及铌酸锂薄膜器件如光波导、电光器件、量子器件的最新研究进展。伴随着铌酸锂从“体块”走向“薄膜”,结合微加工技术使铌酸锂的应用领域从独立器件向小型多器件集成芯片转变,铌酸锂铁电畴工程在构建小型全集成芯片过程中将具有更重要的作用。 展开更多
关键词 铌酸锂 铁电体 畴反转 电光应用 量子器件
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SiC激光退火欧姆接触模拟分析及实验研究
4
作者 邹东阳 李果 +3 位作者 李延锋 夏金宝 聂鸿坤 张百涛 《光电技术应用》 2024年第1期39-45,共7页
实现高可靠性、低电阻欧姆接触是获得高性能SiC功率半导体器件的前提,其直接决定功率器件的能耗水平。激光退火凭借局域化、温升快、控制灵活、精度高、连续能量输出稳定等优点,成为SiC功率器件的新一代主流退火技术。总结了近年来国内... 实现高可靠性、低电阻欧姆接触是获得高性能SiC功率半导体器件的前提,其直接决定功率器件的能耗水平。激光退火凭借局域化、温升快、控制灵活、精度高、连续能量输出稳定等优点,成为SiC功率器件的新一代主流退火技术。总结了近年来国内外SiC功率器件激光退火研究进展,详细模拟分析了激光退火原理中光热传输特性,设计了355 nm紫外激光退火实验系统,对Ni/SiC进行了激光退火实验,在激光能量密度为2.55 J/cm^(2)条件下,比接触电阻为9.49×10^(-5)Ω·cm^(2)。研究结果对SiC功率器件激光退火欧姆接触性能提升提供了理论和数据支撑。 展开更多
关键词 碳化硅(SiC) 半导体功率器件 欧姆接触 激光退火
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稀土离子掺杂钙钛矿纳米材料的光学性质及光电应用研究 被引量：1
5
作者 徐珂 罗彬彬 +1 位作者 陈昆峰 薛冬峰 《应用技术学报》 2023年第1期20-31,共12页
金属卤化物钙钛矿材料具备可调的可见光谱区带隙、良好的载流子传输性能、长的电荷扩散长度、弱激子结合能、高吸收系数、高光电转化效率、高缺陷容忍度、良好的催化性能和简单的制备工艺等一系列独特的理化性质,使其在多种新兴光电技... 金属卤化物钙钛矿材料具备可调的可见光谱区带隙、良好的载流子传输性能、长的电荷扩散长度、弱激子结合能、高吸收系数、高光电转化效率、高缺陷容忍度、良好的催化性能和简单的制备工艺等一系列独特的理化性质,使其在多种新兴光电技术领域备受关注。稀土离子具有丰富的4f能级跃迁效应,有望促使钙钛矿纳米材料的吸收、激发和发射,从而表现出范围宽且内涵丰富的量子行为和光电特性。面向实际光电应用的需求,稀土离子掺杂的钙钛矿纳米材料能够显著提升钙钛矿纳米材料的光电性质,解决钙钛矿纳米材料难以直接在近红外光区的应用,改善环境稳定性和含铅毒性的不足。总结了稀土离子掺杂钙钛矿纳米材料的结构性质、制备工艺、光学性质、稳定性及在光电领域应用的研究进展,并对其在新型光电技术领域的发展前景进行了展望。 展开更多
关键词 钙钛矿 稀土掺杂 纳米材料 光学性质 光电应用
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大尺寸氧化物功能晶体的熔体结构研究进展 被引量：1
6
作者 刘锋 陈昆峰 +1 位作者 彭超 薛冬峰 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第2期332-344,共13页
大尺寸功能晶体氧化物广泛应用于军事、高端制造、医疗等领域。熔体的结构和性质对于生长大尺寸高质量的功能晶体而言十分关键。本文综述了氧化铝、钇铝石榴石、铌酸锂等典型氧化物晶体的熔体结构特征。研究表明这几种熔体中都存在几种... 大尺寸功能晶体氧化物广泛应用于军事、高端制造、医疗等领域。熔体的结构和性质对于生长大尺寸高质量的功能晶体而言十分关键。本文综述了氧化铝、钇铝石榴石、铌酸锂等典型氧化物晶体的熔体结构特征。研究表明这几种熔体中都存在几种由金属阳离子与氧离子配位形成的不同多面体结构基元,这些结构基元的配位数、键长、空间结构以及各种基元数量的相对占比与晶体中的存在显著差异,并且结构基元的种类和占比与温度具有一定关联关系。在熔体中,这些结构基元相互连接形成网状结构,阴阳离子都可以作为节点在熔体中连接结构基元多面体。相变和熔体结构动态转变反映了晶体生长的热力学和动力学过程,揭示结构相变和熔体的结构演变动力学过程将有助于从深层次理解大尺寸晶体的实际生长机理。在生长界面处诱导形成特定熔体结构基元,构筑长程、均一的介尺度化学键合结构,有助于实现高品质大尺寸晶体生长。 展开更多
关键词 熔体结构 结构基元 网络结构 大尺寸 氧化物晶体
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介尺度设计功能新材料研究进展 被引量：1
7
作者 史国强 徐珂 +1 位作者 陈昆峰 薛冬峰 《无机盐工业》 CAS CSCD 北大核心 2023年第3期1-9,共9页
随着材料多尺度问题的认识与提高,新材料设计的构效关系已经远远超越了结构-性能关联,而是往更加本质的体系自由度及其耦合机制方向深入拓展。新材料设计需要从材料的量子本质明确其性质来源。介尺度结构的动态演变过程表现出了丰富的... 随着材料多尺度问题的认识与提高,新材料设计的构效关系已经远远超越了结构-性能关联,而是往更加本质的体系自由度及其耦合机制方向深入拓展。新材料设计需要从材料的量子本质明确其性质来源。介尺度结构的动态演变过程表现出了丰富的量子效应,同时材料中的电荷、自旋、轨道、晶格、缺陷、掺杂等自由度及其耦合是材料丰富功能的本质起源。基于介尺度动态结构演变的思想,建立从“分立结构”到“动态结构”到“多尺度多层次结构”的新材料设计思路,基于多自由度耦合范式建立多自由度耦合、解耦的模型,定性、定量、定位地表达各种相互作用对功能材料性质的贡献,是实现功能新材料量子设计的有效途径。重点论述了介尺度设计功能新材料的最新研究进展,特别集中于团簇、量子点、量子材料、稀土基材料等介尺度调控及其特殊性能。 展开更多
关键词 介尺度 多自由度 量子设计 功能新材料
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超快高温制备正钽酸铕及发光性能研究
8
作者 吴济安 陈昆峰 薛冬峰 《中国稀土学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第1期145-151,共7页
稀土钽酸盐具有密度大、热稳定性高、介电常数大、良好的化学稳定性和发光特性,在热障涂层、闪烁探测器、质子传导氧化物燃料电池等领域有着重要的应用。利用常规固相反应法制备稀土钽酸盐烧结温度高且通常需要数个小时,本文采用超快高... 稀土钽酸盐具有密度大、热稳定性高、介电常数大、良好的化学稳定性和发光特性,在热障涂层、闪烁探测器、质子传导氧化物燃料电池等领域有着重要的应用。利用常规固相反应法制备稀土钽酸盐烧结温度高且通常需要数个小时,本文采用超快高温烧结法在约6 s内制备了C2/c结构的亚稳相M-EuTaO_(4)粉末,烧结温度为2740~2790℃,比普通烧结方法快3000~8000倍。利用粉末X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)、扫描电子显微镜(SEM-EDS)、紫外可见光谱(UV-VIS)、荧光光谱(PL)对合成的样品进行表征。荧光寿命衰减曲线拟合结果显示,检测波长为λ=611 nm时,M-EuTaO_(4)快成分和慢成分寿命分别为54.31μs(43.56%),124.46μs(56.44%),平均荧光寿命为0.0939 ms。超快高温烧结方法在高温材料的快速制备筛选以及寻找亚稳相结构方面具有很好的应用潜力。 展开更多
关键词 稀土钽酸盐 正钽酸铕 稀土发光材料 超快高温烧结
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SiC单晶生长初期表面台阶及微管特性
9
作者 仲光磊 胡国杰 +6 位作者 王鹤静 谢雪健 杨祥龙 彭燕 陈秀芳 胡小波 徐现刚 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第8期2239-2244,共6页
晶体生长初期成核阶段的籽晶表面变化对后续晶体生长质量具有重要影响。采用光学显微镜对SiC生长初期的表面和微管形貌进行观察。在8×10^(4)Pa、1800-2100℃生长条件下,籽晶表面出现了原子迁移产生的台阶。同时发现微管会严重干扰... 晶体生长初期成核阶段的籽晶表面变化对后续晶体生长质量具有重要影响。采用光学显微镜对SiC生长初期的表面和微管形貌进行观察。在8×10^(4)Pa、1800-2100℃生长条件下,籽晶表面出现了原子迁移产生的台阶。同时发现微管会严重干扰正常台阶流的运动,并且微管处会形成一个圆形凹坑。在2×10^(4)Pa、2150~2300℃生长条件下,发现籽晶表面中心已经形成了多个SiC晶核,籽晶边缘附近的部分微管已经产生明显应力区,且应力主要在紧贴微管并朝向边缘的区域,证明了台阶流是由中心向边缘移动的。此外,对加工后的衬底表面进行AFM观察,发现其表面同样存在取向不同的台阶,这可能与晶体生长初期的台阶形貌有关。 展开更多
关键词 微管 碳化硅 单晶 台阶流 晶体生长
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多尺度晶体材料的原位表征技术与计算模拟研究进展 被引量：1
10
作者 陈昆峰 胡乾宇 +1 位作者 刘锋 薛冬峰 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2023年第3期256-269,共14页
大尺寸晶体材料是半导体、激光、通讯等领域的基础原料,大尺寸、高品质晶体材料的制备已成为制约相关行业发展的瓶颈。我国面临的“卡脖子”技术中大多与关键基础材料相关。大尺寸晶体材料制备理论与技术是我国新材料产业高质量发展的... 大尺寸晶体材料是半导体、激光、通讯等领域的基础原料,大尺寸、高品质晶体材料的制备已成为制约相关行业发展的瓶颈。我国面临的“卡脖子”技术中大多与关键基础材料相关。大尺寸晶体材料制备理论与技术是我国新材料产业高质量发展的一个重要方面,也是提升相应高技术产业的基础,突破大尺寸晶体材料的制备理论和技术是获得高品质大尺寸晶体材料的关键。探究并准确理解大尺寸晶体生长机理需要借助原位表征技术和多尺度计算模拟方法。单一的原位表征和模拟技术只能探究特定时间和空间范围内的结晶信息,为了准确反映结晶过程需要综合应用多种方法。本文综述了最新的多尺度晶体生长研究的原位表征方法、多尺度计算模拟技术以及机器学习方法,为发展结晶理论和控制晶体品质提供重要的实验和理论依据,并将为提升大尺寸晶体生长工艺的开发而服务。 展开更多
关键词 晶体生长 多尺度结晶 振动光谱 原位观测 多尺度模拟计算 综述
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