1 1.西北工业大学 凝固技术国家重点实验室, 辐射探测材料与器件工信部重点实验室, 西安 710072
2 2.首都师范大学 超材料与器件北京市重点实验室, 北京 100048
3 3.中国电子科技集团公司 第四十六研究所, 天津 300220
太赫兹(Terahertz, THz)技术在工业无损检测、科学研究和**领域发挥着越来越重要的作用。作为太赫兹产生和探测最常用的电光晶体材料, ZnTe晶体在生长中依然面临众多挑战。为了制备大尺寸、均匀性好、高性能的ZnTe单晶, 本研究在温度梯度溶液法生长ZnTe晶体过程中引入坩埚旋转加速技术, 制备具有高结晶质量的ZnTe晶体。模拟计算得到不同坩埚旋转速度下生长界面处对流场和溶质分布, 研究了坩埚旋转对晶体生长过程中的固液界面稳定性和晶体内Te夹杂分布的影响规律, 证明坩埚旋转加速技术可以有效地促进熔体流动, 改善溶质传质能力, 稳定溶液法晶体生长的固液界面, 不仅避免出现尾部混合相区, 也减少了ZnTe晶体内Te夹杂相的数量并减小其尺寸。通过进一步优化坩埚旋转参数, 制备出具有较高结晶质量的大尺寸ZnTe晶体(ϕ60 mm)。同时, 得益于晶体良好的均匀性, 晶体对太赫兹的高响应区域超过90%, 边缘效应小, 满足太赫兹成像要求。研究表明，引入坩埚旋转加速技术为制备大尺寸ZnTe基电光晶体提供了新的思路。
ZnTe 坩埚旋转加速技术 固液界面 太赫兹探测 ZnTe accelerated crucible rotation technique solid-liquid interface terahertz detection
1 中国电子科技集团公司第四十六研究所, 天津 300220
2 中国电子科技集团公司新型半导体晶体材料技术重点实验室, 天津 300220
在氮气环境下用PVT方法生长氮化铝过程中, 氮面和铝面由于表面化学性质不同, 生长的主要化学反应速度存在差异。原子在生长表面的迁移能力不同造成单晶表面生长方式差异较大。在基本相同条件下(生长温度、生长温差、生长气压、类似的籽晶、同一台生长设备)进行了铝、氮面氮化铝单晶晶体生长。为了更明显地表现铝氮面的差异, 将同一片籽晶分为两半, 翻转其中一半让铝氮面同时生长。铝面生长较好的区域形成了明显的晶畴, 而氮面生长时生长较好的部分出现了明显的生长台阶, 并出现了晶畴边界被生长台阶湮灭的生长现象, 进一步通过AFM观测到铝面生长台阶平整但被缺陷所阻隔, 晶畴发育明显为各晶畴独立生长。氮面生长台阶没有铝面规则但连续性较强, 在原来晶畴边界位置也出现了连续的生长台阶(或台阶簇)。所以籽晶质量不高时氮面生长更容易提高晶体质量, 后续的XRD测量结果也证明了氮面生长后的晶体质量明显高于铝面生长的晶体质量。
氮化铝 物理气相传输 铝面生长 氮面生长 迁移能 晶畴 aluminum nitride physical vapor transport aluminum surface growth nitrogen surface growth migration energy crystal domain
1 华北水利水电大学材料学院, 河南 郑州 450045
2 哈尔滨工业大学先进焊接与连接国家重点实验室, 黑龙江 哈尔滨 150001
对不同尺寸的熔滴填充进入熔池后的匙孔三维形貌和熔池金属流动特性进行相应的数值模拟研究。数值模拟结果表明:熔滴在匙孔上方下落后填充进入熔池,该过程对匙孔的形态波动影响较大,熔滴尺寸较大时,匙孔深度的波动幅度较大。半径为0.9 mm的熔滴进入熔池后,匙孔前壁的液态金属由熔池上方向熔池下方流动的趋势更强烈,匙孔底部出现向下的流动趋势,该流动趋势与熔滴未滴入前的流动趋势截然相反;半径为0.6 mm的熔滴进入熔池后,匙孔前壁的液态金属流动趋势较为复杂,匙孔前壁上部出现由熔池表面向熔池下方流动的趋势,匙孔前壁中部出现由左向右的流动趋势,匙孔底部出现由熔池底部向上方流动的趋势。
激光技术 激光焊接 熔滴填充 匙孔与熔池
