【摘 要】
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ScAlMgO4是一种优秀的外延衬底材料,与ZnO、GaN的晶格失配度很小,可以减少薄膜中的位错等缺陷,显著提高薄膜的光学和电学性能,有望提高发光元件的亮度,具有重要的应用前景[1,
【机 构】
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中国科学院福建物质结构研究所; 山东大学;
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ScAlMgO4是一种优秀的外延衬底材料,与ZnO、GaN的晶格失配度很小,可以减少薄膜中的位错等缺陷,显著提高薄膜的光学和电学性能,有望提高发光元件的亮度,具有重要的应用前景[1,2]。但是,该晶体熔点高于1900℃,层状结构明显,具有强烈的解理特性,生长过程存在元素挥发,易出现小角晶界镶嵌结构,因此,晶体生长非常困难,目前国内尚无高质量的晶体和衬底[3]。本研究采用提拉法生长晶体,利用CGSim软件对温场体系和生长参数进行优化,研究不同生长条件下晶体的界面形状、热流场分布和热应力状况,用以指导温场系统和生长工艺的改进,解决晶体生长的难点问题,获得高质量晶体。在此基础上,对晶体的透过率、折射率和光学均匀性等光学性质进行测试表征,对晶体热学性质进行系统研究,包括比热、热膨胀、热扩散、热导率和密度等随温度的变化规律,并利用原子力显微镜对衬底晶片的表面形貌和粗糙度进行分析研究。预期获得高质量ScAlMgO4晶体,为ZnO外延提供优秀的衬底材料。
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