单晶

摘要： 层状镍钴锰酸锂(LiNi_(1-x-y)Co_(x)Mn_(y)O_(2),NCM)三元正极材料因高比容量、低成本以及对环境友好的特点受到广泛关注,但也存在阳离子混排、岩盐相生成与氧损失、表面残余锂、电极/电解液界面副反应和颗粒裂纹等问题,导致循环稳定性与倍率性能较差。对以上问题的形成原因以及解决手段进行综述。众多研究结果表明:元素掺杂、表面包覆和单晶结构是解决以上问题的重要策略。在总结解决策略的同时,也指出了不足之处,并对NCM正极材料的发展进行展望。

摘要： 锡二硫族化合物可以通过改变硫和硒的含量来连续调控三元合金材料的带隙、载流子浓度等物理化学性质,在电子和光电子器件应用上具有巨大的潜力。本文采用化学气相沉积(CVD)技术可控地制备了不同元素组分的SnS_(x)Se_(2-x)(x=0,0.2,0.5,0.8,1.0,1.2,1.5,1.8,2.0)单晶纳米片。采用扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、能量色散X射线光谱(EDS)、透射电子显微镜(TEM)以及拉曼光谱等手段对SnS_(x)Se_(2-x)纳米片进行了综合表征。结果表明本方法成功实现了元素百分比可调的SnS_(x)Se_(2-x)单晶纳米片的可控制备。重点研究了依赖于元素百分比的SnS_(x)Se_(2-x)的拉曼特征谱,实验结果与基于密度泛函理论(DFT)的第一性原理计算得到的SnS_(x)Se_(2-x)的拉曼仿真谱高度吻合,理论计算结果较好地诠释了实验拉曼光谱发生变化的原因。本研究提供了一种元素百分比可调的三元SnS_(x)Se_(2-x)单晶纳米片的可控制备方法,同时对锡二硫族化合物的明确、无损识别提供了方案。

摘要： 以Ni_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)(OH)_(2)和LiOH·H_(2)O为前驱体,在LiOH·H_(2)O不过量的条件下,采用简单的固相焙烧法,在910°C下制备出单晶LiNi_(0.6)Co_(0.2)Mn_(0.2)O_(2)(NCM622)。所得材料无需水洗、烘干、退火等处理,可直接用于电极浆料的制备。电化学测试表明,所得NCM622单晶具有较高的比容量和优异的循环稳定性。在0.1C电流下的首次放电比容量达到181.2 mAh·g^(-1),0.3C下的首次放电比容量为174.4 mAh·g^(-1)。在0.3C的电流密度下,经过300次循环,放电比容量为150.7 mAh·g^(-1),容量保持率为86.4%,经500次循环后,放电比容量仍有141.2 mAh·g^(-1),容量保持率为81.0%。该电化学性能优于850°C下焙烧的多晶NCM622和940、960°C下焙烧的较大尺寸的单晶NCM622,表明910°C是制备单晶NCM622的合理温度。研究表明,单晶NCM622在循环过程中可保持结构稳定性。

摘要： 插拔式单晶LaB_(6)阴极是我国电子束类高端仪器及设备必需的关键元件和发展的主要瓶颈。本文围绕插拔式单晶LaB_(6),开展了单晶精密加工、高效加热、机械夹持等制备工艺研究,并对阴极的发射性能、静态寿命等进行了测试,还开展了阴极在多个领域的应用研究。研究结果表明,所制备的阴极在电子发射性能及工作寿命方面均达到与进口阴极相当的水平,可应用于增材制造、扫描电镜、高分辨率CT等领域。

摘要： X射线具有波长短、穿透能力强等优点,在医学成像、安全检查、科学研究、空间通信等领域具有重要作用。半导体X射线探测器可以将X射线转换为电流信号,具有易集成、空间分辨率高、能量分辨率高、响应速度快等优点。高性能的X射线探测器应具备暗电流低、灵敏度高、响应速度快、可长时间稳定工作等特点,因此制备X射线探测器的半导体材料应具有电阻率高、缺陷少、抗辐照能力强、禁带宽度宽等性质。氧化镓(Ga_(2)O_(3))是一种新型宽禁带半导体材料,具有超宽禁带宽度、高击穿场强、高X射线吸收系数、耐高温、可采用熔体法生长大尺寸单晶等优点,是一种适合制备X射线探测器的新型材料,近年来基于Ga_(2)O_(3)的X射探测器成为辐射探测领域的研究热点之一。本文主要介绍了Ga_(2)O_(3)半导体的物理性质及其在X射线探测器方面的研究进展,分析了影响X射线探测器性能的物理机制,为提高Ga_(2)O_(3)基X射探测器的性能提供了思路。

摘要： 高镍三元材料因其高容量、低成本而成为最具应用前景的正极材料,但其存在循环性能差、安全性不足等问题。使用溶胶-凝胶法,利用单晶高镍三元材料LiNi_(0.8)Co_(0.1)Mn_(0.1)O_(2)(S-NCM)表面残碱,对S-NCM进行原位Li_(1.3)Al_(0.3)Ti_(1.7)(PO_(4))_(3)(LATP)包覆,制备了具有小于10 nm厚度的均匀包覆层的LS-NCM正极材料。在电化学测试中,LS-NCM表现出明显提升的倍率和循环性能,这主要归因于:(1)LATP原位包覆S-NCM可显著降低其表面残碱量;(2)LATP原位包覆S-NCM可提高其表面稳定性,阻止副反应的发生,防止晶内裂纹产生;(3)因LATP具有高离子电导率,LATP原位包覆可减小S-NCM的极化。

摘要： 因其低成本和高的储锂能力,Fe_(2)O_(3)作为一种极具潜力的锂离子电池负极材料而受到广泛的关注。采用水热法一步合成Fe_(2)O_(3),并应用在锂离子电池负极材料。采用XRD、SEM和TEM对样品的晶型与形貌进行分析,表明合成样品为树枝状Fe_(2)O_(3)单晶。在电池的电化学测试中,树枝状Fe_(2)O_(3)单晶电极表现出优异的循环稳定性(在100 mA/g下循环50次后为866.5 mAh/g)、良好的倍率性能(1 A/g充放电时的比容量保持为862.5 mAh/g)和高导电性。树枝状Fe_(2)O_(3)单晶电极良好的电化学性能可能源于单晶的高导电性、三维树枝状结构大的表面积和更多电化学活性位点。

摘要： 采用自主设计搭建的雾化辅助化学气相沉积系统设备,开展了Ga_(2)O_(3)薄膜制备及其特性研究工作。通过X射线衍射研究了沉积温度、系统沉积压差对Ga_(2)O_(3)薄膜结晶质量的影响。结果表明,Ga_(2)O_(3)在425~650°C温度区间存在物相转换关系。随着沉积温度从425°C升高至650°C,薄膜结晶分别由非晶态、纯α-Ga_(2)O_(3)结晶状态向α-Ga_(2)O_(3)、β-Ga_(2)O_(3)两相混合结晶状态改变。通过原子力显微镜表征探究了生长温度对Ga_(2)O_(3)薄膜表面形貌的影响,从475°C升高至650°C时,薄膜表面粗糙度由26.8 nm下降至24.8 nm。同时,高分辨X射线衍射仪测试表明475°C、5 Pa压差条件下的α-Ga_(2)O_(3)薄膜样品半峰全宽仅为190.8″,为高度结晶态的单晶α-Ga_(2)O_(3)薄膜材料。

摘要： 核辐射探测是指用各种核辐射探测器来得到核辐射信息的过程,在军用、民用和科研等领域具有广泛的应用。作为核辐射探测核心的核辐射探测器,主要分为气体探测器、闪烁体探测器和半导体探测器。相比于气体探测器,闪烁体探测器和半导体探测器都需要晶体作为核心材料,晶体质量的品质在很大程度上决定了探测器性能的上限。为了获得性能更好的探测器,人们对探测器用单晶材料的生长方法进行了大量的研究。本文综述了近几年核辐射探测单晶生长方法研究的最新进展,总结了目前主流的晶体生长方法,包括溶液法、熔体法、气相法等,并对不同晶体的主要生长方法进行了归纳。

摘要： 碳是一种神奇的材料,既可以构成柔软的铅笔芯,也可以构成坚硬的金刚石。2022年6月16日,《自然》杂质发表了一项关于碳家族新材料的研究成果。中国科学院化学研究所的研究人员,在常压下通过简单的反应条件,创制出一种新型碳同素异形体单晶-单层聚合C60。

摘要： 自人造金刚石单晶成功进入工业应用以来，人们对金刚石大单晶的高温高压人工合成一直保持浓厚兴趣。本文概述了高温高压法金刚石单晶同质外延的基本方法,介绍了合成工艺设计对最终产品的影响,有关传压介质标准粉在大单晶同质外延中的应用特点是本文的重点.当六面顶压机使用双高压泵提供超高压，压力控制精度达到O.5mPa，加热功率控制精度达到8‰，压力、加热功率随时间轴自由设定;二次电流、试棒电阻随时间显示等硬件条件达到时，大单晶制作只是一个合理的工艺设计问题而已，其中的技术难度很小，工艺控制十分简单，工业化难度不大。实验证明:纯北京叶蜡石制作的合成块对压力变化及温度变化较标准粉制作的合成块要敏感得多。晶种的纯度及大单晶外延生长速度快慢对后期的大单晶内在质量有较大影响。大单晶的合成与常规的磨料级金刚石工艺曲线设计(包括高强料工艺)有所不同，相对于自发成核工艺，有效加热时间需要大幅度延长。分段控压及恒功率是工艺的最大特点。晶种制作需8h。大单晶(大于3.2mm)晶种法同质外延生长的有效加热时间应大于30h。

摘要： 本文采用内部气体介质对管状样品施加双向载荷对国产Mo-3Nb合金单晶的内压蠕变性能进行研究。在1600°C、环向应力分别为5MPa、10Mpa和15MPa下进行了3000小时的实验，得到了不同条件下蠕变曲线，推导得出了稳态蠕变速率及Sherby-Dorn公式 =Aσ nExp[Q/RT]中的应力指数分别为5.4。与俄罗斯单晶相比，国产单晶的内压蠕变性能接近俄罗斯单晶。

摘要： 随着航空技术的发展，发动机涡轮前进口温度不断升高。现有的高温合金材料的承温能力已经达到极限，改变叶片的冷却结构、提高冷却效率成为发动机设计和制造者追求的目标，由于高效气冷叶片的内腔形状十分复杂，锻压、电化学加工等传统方法已经显得无能为力，只有采用熔模精密铸造技术才能解决这一难题，而这项技术关键在于陶瓷型芯的研究，氧化硅基陶瓷型芯承温能力能够满足定向、单晶空心叶片的浇注要求，且比氧化铝型芯更容易脱除。因此本文对氧化硅基陶瓷型芯材料及性能进行了深入的研究。实验以石英玻璃粉和氧化锆为原料。用热压注法成型，借助粒度分析设备研究原材料的粒度及分布对材料及性能的影响;利用差热分析和热失重分析，确定陶瓷型芯的排塑工艺及烧结制度;利用三点弯曲法测定型芯的力学性能;通过XRD、SEM等分析手段研究型芯的相组成和微观形貌。

摘要： 本文基于Stoner-Wohlfarth(SW)模型，沿Terfenol-D单晶方向施加压应力和外磁场，依据自由能极小原理研究了单晶中的磁致伸缩效应和磁机械效应。理论结果表明，退磁态下，在压应力的作用下，Terfenol-D单晶中的磁各向异性由立方对称性向单轴对称性转变。压应力使Terfenol-D单晶难于磁化，在临界应力下会出现磁致伸缩效应极大值。理论和实验结果是符合的。

摘要： 采用新型4椭球面反射镜红外聚焦浮区炉(FZ-T-12000-X-VP-S),利用光学浮区法(OFZ)成功生长出具有、、晶体学取向的Ti-2448合金单晶体.结果表明:对Ti-2448合金,在无籽晶的情况下,通过晶粒的竞争生长,可以得到单晶:在具备籽晶情况下,当料棒转速为25 r-min-1、生长速率5～10 mm/h,温度梯度为30°C/mm时,可生长出具有籽晶取向的单晶,单晶体成分均匀,取向偏转小于2°.

摘要： 二氧化钛因其特殊的物理化学性质,其粉体和单晶被广泛运用于化工、光催化、现代光学通讯等领域中。综述了二氧化钛粉体改性的三种主要方式及二氧化钛单晶典型的制备工艺,并对其发展趋势做出了展望。

摘要： 采用真空热扩散法制备Fe2+掺杂ZnSe单晶，通过改变退火温度与退火时阃可以控制Fe2+在ZnSe晶体中的浓度.利用X射线衍射(XRD)、X光电子能谱（XPS），荧光谱仪以及精密阻抗分析仪等，分析测试了Fe2+：ZnSe晶体的晶体结构、价态、荧光、介电等性能.发现Fe2+成功进入了ZnSe晶体中.随着退火温度、退火时间的增加，Fe2+,在ZnSe晶体中的浓度也随着上升;Fe2+：ZnSe的荧光峰在425 nm附近;纯ZnSe晶体的介电常数在1kHz下约为11，随着Fe2+离子浓度的增加，Fe2+：ZnSe晶体在1kHz下的介电常数逐渐增加，达到了1 700，随着频率的增加，Fe2+：ZnSe的介电常数逐渐下降到10～20之间.

摘要： 定向凝固技术可使凝固组织按一定方向排列，获得定向甚至单晶组织结构，大大改善材料的力学性能，并使物理性能变化。本文阐述了定向凝固技术的基本原理及发展过程，并重点介绍了定向凝固技术在新材料制备及研究中的应用；在此基础上，对定向凝固技术的应用提出了一些建议，以期为新材料研发起到促进作用。

摘要： 对同一母合金制备而成的三种微观结构的镍基高温合金(单晶、多晶及纳米晶)在酸性溶液中的腐蚀电化学行为进行研究。结果表明，在不含氯介质中三种材料的腐蚀电化学行为相近。在含氯介质中，单晶和多晶合金腐蚀行为相近，纳米化显著提高该合金的抗腐蚀能力。单晶和多晶合金表面钝化膜在含Cl介质中半导体类型发生转：p型变为n型;纳米晶涂层钝化膜在两种介质中都为p型半导体。XPS结果表明氯离子参与单晶和多晶合金钝化膜的形成，而对纳米晶无影响。氯离子在纳米晶表面的吸附量显著小于其在单晶和多晶表面的吸附量，大量吸附的氯离子参与了单晶和多晶表面钝化膜的形成，并导致了其钝化膜半导体类型的转变。在酸性体系中，纳米化提高镍基高温合金的抗Cl离子腐蚀能力。

摘要： 合成了一类基于8-氯喹啉低聚酰胺，该化合物能够自组装形成双螺旋结构，并能与8-氟喹啉低聚酰胺折叠体形成杂合双螺旋结构。

摘要： 本发明公开了一种单晶炉、确定该单晶炉在单晶硅生长过程中操作参数的方法以及制备单晶硅的方法，所述单晶炉包括坩埚、导流筒、绝热材料、底部加热器和侧部加热器，其特征在于，所述坩埚和所述侧部加热器之间设有隔离环，并且所述隔离环环绕所述坩埚的外周壁布置，其中，所述隔离环上端高于所述侧部加热器上端和/或所述隔离环下端低于所述侧部加热器下端。采用该单晶炉可以有效降低晶埚转对坩埚内固液界面温度梯度的影响。

摘要： 本发明公开了一种单晶炉重锤、单晶炉、硅单晶的直拉方法及硅单晶。该单晶炉重锤包括重锤本体，设有籽晶连接端；遮挡片，靠近重锤本体的籽晶连接端固定设置在重锤本体上。该单晶炉重锤通过在重锤本体上设置遮挡片，能够有效减缓硅熔体表面的散热速度。散热速度的减缓能够降低硅熔体表面的径向温度梯度，进而降低硅熔体表面的热对流速度。热对流速度的降低能够减缓硅熔体对石英坩埚中氧原子的输送速度，这就使得硅单晶头部的氧含量有所下降，进而减少了硅单晶头部因氧原子而导致的各种缺陷，保证了硅单晶头部光电转换效率。

摘要： 本发明涉及一种铸锭单晶籽晶及其制备方法、铸造单晶硅锭及其制备方法、铸造单晶硅片及其制备方法。铸锭单晶籽晶内掺杂有掺杂元素，掺杂元素的原子体积大于硅的原子体积，掺杂元素的掺杂浓度大于5×10^15个原子/立方厘米。应用本发明技术方案的铸锭单晶籽晶，由于掺杂元素的原子体积大于硅的原子体积，且掺杂元素的掺杂浓度大于5×10^15个原子/立方厘米，能够在长晶之前熔化阶段的热处理过程中明显抑制氧沉淀，以保持晶体结构在熔化阶段热处理后的完美性，减少了位错滋生，提高铸锭良率和硅片效率，从而达到降本增效的目的。

摘要： 本发明公开了一种单晶炉、确定该单晶炉在单晶硅生长过程中操作参数的方法以及制备单晶硅的方法，所述单晶炉包括坩埚、导流筒、绝热材料、底部加热器和侧部加热器，其特征在于，所述坩埚和所述侧部加热器之间设有隔离环，并且所述隔离环环绕所述坩埚的外周壁布置，其中，所述隔离环上端高于所述侧部加热器上端和/或所述隔离环下端低于所述侧部加热器下端。采用该单晶炉可以有效降低晶埚转对坩埚内固液界面温度梯度的影响。

摘要： 本发明公开了一种单晶炉重锤、单晶炉、硅单晶的直拉方法及硅单晶。该单晶炉重锤包括重锤本体，设有籽晶连接端；遮挡片，靠近重锤本体的籽晶连接端固定设置在重锤本体上。该单晶炉重锤通过在重锤本体上设置遮挡片，能够有效减缓硅熔体表面的散热速度。散热速度的减缓能够降低硅熔体表面的径向温度梯度，进而降低硅熔体表面的热对流速度。热对流速度的降低能够减缓硅熔体对石英坩埚中氧原子的输送速度，这就使得硅单晶头部的氧含量有所下降，进而减少了硅单晶头部因氧原子而导致的各种缺陷，保证了硅单晶头部光电转换效率。

摘要： 将作为溶质的ZnO与溶剂混合使该溶质熔解后，使所得熔液与种晶基板直接接触，连续地或间歇地提起前述种晶基板，从而通过液相外延生长法可将ZnO单晶生长在前述种晶基板上。此外，将作为溶质的ZnO和MgO与溶剂混合使该溶质熔解后，使所得熔液与种晶基板直接接触，连续地或间歇地提起前述种晶基板以通过液相外延生长法使含Mg的ZnO系混合单晶生长，其后，通过研磨或蚀刻除去基板，研磨或蚀刻前述单晶的液相外延生长的-c面侧，从而可得到上述自支撑含Mg的ZnO系混合单晶晶片。

摘要： 本发明提供了Ⅲ族氮化物单晶锭、利用所述锭制造的Ⅲ族氮化物单晶衬底、制造Ⅲ族氮化物单晶锭的方法及制造Ⅲ族氮化物单晶衬底的方法，其中降低了在长度延长生长时的裂纹发生率。所述制造Ⅲ族氮化物单晶锭的方法包括：腐蚀底部衬底的侧面的步骤，以及在底部衬底上外延生长侧面具有晶面的六方晶系Ⅲ族氮化物单晶的步骤。为了降低在长度延长生长时锭的裂纹发生率，有必要抑制在单晶外周上析出多晶或具有不同面取向的晶体。如上所述，通过在底部衬底的侧面上预先腐蚀去除加工变质层，在底部衬底上形成的Ⅲ族氮化物单晶锭的侧面上形成晶面，抑制了多晶或具有不同面取向的晶体的析出，从而降低了裂纹发生率。

摘要： 本发明提供一种单晶磨削装置，包括粗磨砂轮组和精磨砂轮组，粗磨砂轮组与精磨砂轮组沿着单晶的长度方向依次设置，对单晶的平面及外圆进行磨削；粗磨砂轮组包括第一粗磨砂轮装置和第二粗磨砂轮装置，第一粗磨砂轮装置与第二粗磨砂轮装置平行设置，且第一粗磨砂轮装置与第二粗磨砂轮装置可相对移动，对单晶的平面及外圆进行磨削；精磨砂轮组包括第一精磨砂轮装置和第二精磨砂轮装置，第一精磨砂轮装置与第二精磨砂轮装置平行设置，且第一精磨砂轮装置与第二精磨砂轮装置可相对移动，对单晶的平面及外圆进行磨削。本发明的有益效果是使用两组砂轮完成平面部分和外圆部分的粗磨和精磨，有效减少辅料种类，减少人为干预，提升设备加工效率。

摘要： 本发明要解决的问题是提供一种在抑制了SiC升华的同时减少了内部应力的新型的SiC单晶主体。为了解决上述问题，本发明提供一种SiC单晶的制造方法，其包括将SiC单晶主体在含有Si元素和C元素的气氛下在1800°C以上进行加热并减少所述SiC单晶主体的内部应力的应力减少步骤。此外，本发明是一种SiC单晶的制造装置，包括：主体容器，由SiC材料制成且能够收纳SiC单晶主体；和加热炉，能够将所述主体容器在1800°C以上进行加热。

摘要： 本发明涉及单晶硅制造技术领域，尤其涉及一种单晶炉的水冷热屏结构、单晶炉及单晶硅的生长方法。所述单晶炉的水冷热屏结构包括：单晶炉炉盖；在所述单晶炉炉盖上方的喉口处设置有充气法兰；所述充气法兰设置有气体进口；与所述炉盖滑动配合的环状水冷热屏；设置在所述环状水冷热屏内部的盘旋状气管；气体进入所述充气法兰，经过所述盘旋状气管吹向所述单晶炉内的熔体液面。本发明在炉盖上方喉口法兰处增加一条气路，气路沿盘旋状气管环绕在环状水冷热屏内部，气体流出后以环流形式吹向液面。此设计增大了换热面积的同时引入气体换热，提升结晶潜热的带走速率，从而提升单晶生长速率。