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《半導(dǎo)體材料--晶體生長ppt課件.ppt》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。
1、第三章晶體生長晶體材料在功能材料中占有重要地位，這是由于它具有一系列獨特的物理性能所決定的。常見的晶體材料有：（1）激光晶體固體激光器的發(fā)光材料，通常被稱為激光晶體。早期的紅寶石：(Al2O3:Cr3+)目前的摻釹釔鋁石榴石：(YAG:Nd3+)目前在350多種基質(zhì)晶體和20多種激活離子的約70個躍遷波段上實現(xiàn)了受激發(fā)射。Nd:YVO4CrystalNd:YVO4crystalisoneofthemostexcellentlaserhostmaterials,itissuitablefordiodelaser-pumpedsolidstatelaser.A）基質(zhì)晶體（載體
2、）中摻入激活離子（發(fā)光中心Nd3+，Cr3+，Ho3+，Dy2+）。輸出的波長從紫外（?0.17?m）到中紅外（?5.15?m）。如：紅寶石Al2O3:Cr3+，摻釹釔鋁石榴石YAG:Nd3+等。B）化學(xué)計量激光晶體，這種晶體的激化離子就是晶體組成之一。其特點：高效、低值，功率小。分類（按組分分）（2）非線性光學(xué)晶體定義：晶體當(dāng)受到強電磁場作用時，由于非線性極化引起非線性光學(xué)效應(yīng)。目的：是實現(xiàn)光頻率的轉(zhuǎn)化：由于非線性光學(xué)晶體可以通過其倍頻、和差、光參量放大和多光子吸收等非線性過程改變?nèi)肷涔夂桶l(fā)射光頻率的變化。KDPandDKDPcrystalsPotassiumDihyd
3、rogenPhosphate(KDP)andPotassiumDideuteriumPhosphate(DKDP)arecurrentlyusedforelectro-opticalmodulationandfrequencyconversion.CORETECH?KDPandDKDPhavehighnonlinearcoefficientandhighopticaldamagethreshold,andcanbeused?electro-opticalmodulator,Qswitchesandshuttersforhighspeedphotography.KH2PO4
4、KD2PO4應(yīng)用激光頻率轉(zhuǎn)換、四波混頻、光束轉(zhuǎn)向、圖象放大光信息處理、激光對抗和核聚變等研究領(lǐng)域?，F(xiàn)狀：我國該領(lǐng)域領(lǐng)先（3）電光晶體定義：光通過有外加場的晶體時，光隨著外加場的變化發(fā)生如偏轉(zhuǎn)、偏振面旋轉(zhuǎn)等而達(dá)到控制光傳播的目的。這類晶體為電光晶體。應(yīng)用：光通訊、光開關(guān)、大屏幕顯示、光儲存、光雷達(dá)和光計算機等。要求：在使用的波長范圍內(nèi)，對光的吸收和散射要小、電阻率要大、介電損耗角要小、化學(xué)穩(wěn)定、機械和熱性能好、半波電壓低等。（4）聲光晶體定義：超聲波通過晶體時，在晶體中產(chǎn)生隨時間變化的壓縮和膨脹區(qū)域，使晶體的折射率發(fā)生周期性變化，形成超聲導(dǎo)致的折射率光柵，當(dāng)光通過折射率周期
5、性變化的晶體時，將受到光柵的衍射，產(chǎn)生聲光相互作用。這類晶體為聲光晶體。應(yīng)用：高速激光印刷系統(tǒng)、激光雷達(dá)、光計算機等。（5）磁光晶體定義：當(dāng)光通過組成原子有一定磁性的被磁性晶體反射（克耳效應(yīng)）或透射（法拉第效應(yīng)）時，其偏振面狀況將發(fā)生變化，這類晶體為磁光晶體。應(yīng)用：激光快速開關(guān)、調(diào)制器、循環(huán)器及隔離器；計算機儲存器等。（6）熱釋電晶體定義：當(dāng)溫度發(fā)生變化時，晶體某一結(jié)晶學(xué)方向上正負(fù)電荷相對重心位移而引起自發(fā)極化效應(yīng)，這類晶體為熱釋電晶體。應(yīng)用：紅外熱釋電探測器、紅外熱釋電攝像管等。（7）壓電晶體定義：通過拉伸或壓縮使晶體產(chǎn)生極化，導(dǎo)致晶體表面電荷的現(xiàn)象稱為壓電效應(yīng)，這類晶
6、體為壓電晶體。應(yīng)用：濾波器、諧振器、光偏轉(zhuǎn)器、測壓元件等。（8）閃爍晶體定義：當(dāng)射線或放射性粒子通過晶體時，晶體會發(fā)出熒光脈沖，這類晶體為閃爍晶體。應(yīng)用：核醫(yī)學(xué)、核技術(shù)、空間物理等。（9）半導(dǎo)體晶體定義：電阻率處于導(dǎo)電體（10-5?.cm）和絕緣體（1010?.cm）之間的晶體為半導(dǎo)體晶體。應(yīng)用：聲、光、電等。（10）薄膜晶體定義：1?m或以下厚度的晶體。應(yīng)用：電子管和超大規(guī)模集成電路等。（11）……晶體除了以上談到的晶體以外，尚有：鐵電、硬質(zhì)、絕緣、敏感、熱光、超導(dǎo)體、快離子導(dǎo)體等等。晶體生長方法分類晶體生長方法溶液生長法熔液生長法氣相生長法固相生長法薄膜生長法降溫，恒
7、溫蒸發(fā)，溫差水熱，循環(huán)流動，凝膠等提拉，下降，焰熔，導(dǎo)模，冷坩堝，助熔劑區(qū)熔，浮區(qū)，基座等真空蒸發(fā)鍍膜，升華，氣相外延，化學(xué)氣相沉積等高壓，再結(jié)晶等真空蒸發(fā)，分子束外延，濺射，粒子束外延，液相外延，離子注入，LB膜等2.晶體生長方法發(fā)展動向晶體生長技術(shù)發(fā)展動向完整性利用性功能性重復(fù)性雜質(zhì)、缺陷的控制，特殊環(huán)境下生長等大尺寸、異形、薄膜等極端條件下生長，結(jié)構(gòu)、組織的控制生長自動化，程序化，原材料規(guī)范化等3.晶體生長研究方法晶體生長研究方法同其它材料的研究方法相同，除了嚴(yán)格控制晶體生長原材料之外，對晶體的結(jié)構(gòu)、晶體的生長方法和晶體
