星光灿烂的红蓝宝石

红宝石和蓝宝石的差别并不大:它们具有相同的内部结构和主要化学成分——Al2O3(三氧化二铝),在矿物学上也共用一个名称——刚玉,是名副其实的姊妹石。之所以有红宝石和蓝宝石之分,是因为红宝石中含有微量的杂质元素Cr(铬)而呈红色,而蓝宝石中含微量的Ti(钛)、Fe(铁)等而呈蓝色的缘故。需要注意的是,一定是达到宝石级的刚玉才能称为红、蓝宝石,否则只能称为刚玉。     

单晶蓝宝石的摩擦化学机械抛光

为揭示抛光过程中SiO_2磨粒与蓝宝石的摩擦化学反应机理,结合摩擦化学理论和纳米压痕试验方法,采用有限元法模拟纳米压头压入与卸载后蓝宝石表面的应力分布情况.数值模拟结果表明:当SiO_2磨粒与蓝宝石的接触应力为5~15GPa时,发生固相反应所需活化能约为14.46kJ/mol,反应速率常数约为0.07~0.23μm/min;在摩擦化学反应过程中,SiO_2磨粒与蓝宝石的接触半径为15~21nm,其变形量为6.88~10.22nm.低载荷纳米压痕试验结果表明:忽略压头与SiO_2磨粒的硬度、几何形状等影响因素,单颗SiO_2磨粒上的作用力小于0.7 mN,其微观表面粗糙度R_t=38.19nm及R_a=3.62nm.     

各项异性对单晶蓝宝石精密研磨的作用规律

沿晶格的不同方向,原子排列的周期性和疏密程度不尽相同,由此导致晶体在不同方向的物理化学特性也不同,这就是晶体的各向异性。各向异性作为晶体的一个重要特性具有相当重要的研究价值。本文依据现代工业对蓝宝石晶圆的加工要求,系统对单晶蓝宝石4个面同时开展了单面机械研磨的试验研究,综合各工艺参数对研磨质量的影响,系统分析各向异性对研磨的影响。     

井下传输光缆的渗水率研究

对比了蓝宝石光纤和石英光纤在280℃高温、932 psi高压环境下的渗水率.为了提高恶劣环境下(油井等)的信号传输光缆的可靠性,通过蓝宝石光纤和石英光纤在1390 nm处的光损耗来定义渗水率的大小.实验结果表明:蓝宝石光纤的渗水率要大大低于石英光纤,是一种应用于恶劣环境的有效光纤.     

AlGaN基紫外LED外延结构及其光学性能研究

氮化铝(AlN)作为一种宽带隙半导体,具有优异的物理和化学性能,在紫外发光二极管(Light Emitting Diode, LED)领域有着广泛的应用。同样,发展较为成熟的氮化镓(GaN)在该领域也有着不可替代的作用。而高性能的器件需要有良好的外延层。AlGaN基紫外LED外延层的传统制备方法是采用金属有机化学气相沉积法(Metal Organic Chemical Vapor Deposition, MOCVD),但是由于该方法中存在着强烈的预反应和Al原子本身迁移速率慢等原因,导致外延层中出现大量缺陷,使得紫外LED器件的性能降低。此外,由于不同材料以及材料与空气的折射率存在差异,使得光难以逃逸到外界,大部分光被局域在芯片内部,从而降低光提取效率以及光强。为了提高器件的光学性能,一种新的紫外LED结构被提出,文章采用时域有限差分模拟(Finite Difference Time Domain, FDTD)软件对该外延结构的光提取效率和出光强度进行了仿真。研究发现,与传统的LED结构相比,新型紫外LED结构的横磁波(TM)光模式和横电波(TE)光模式的光提取效率分别提高了19.1%...     

红、蓝宝石热处理现状及前景

根据红、蓝宝石的致色机理，总结了红、蓝宝石热处理法的分类及影响因素。随着科技的发展，热处理方法也越来越多，并给出了红、蓝宝石热处理的一些实例，同时对其今后的发展前景作了展望。     

等离子体技术在山东蓝宝石改色中的应用

利用等离子体技术对较难改色的山东蓝宝石进行改色实验，样品在温度低于800℃条件下处理4h后，蓝宝石透射光谱曲线的主、次峰波长的峰值增至原来的1．4—3．4倍，主、次峰波长向蓝紫波段(即短波方向)前移，显示出山东蓝宝石的透明度提高，颜色的色度变得纯正。实验表明，低温等离子体技术宝石改色工艺的效果是明显的。和其它改色方法相比，等离子体技术有使改色处理温度大大降低，时间缩短，效果显，节能、不污染环境等优点，表明该方法是一个值得尝试的改善处理方法。该方法的具体原理仍有待进一步探讨。     

蓝宝石激光晶体中高纯掺钛材料Ti2O3的研制

以自制高纯ＴｉＯ２和高纯Ｈ２为原料,采用Ｈ２还原法制备高纯Ｔｉ２Ｏ３。研究了还原温度、Ｈ２流量,ＴｉＣｌ４浴温,ＴｉＯ２在恒温区中的位置对还原过程和Ｔｉ２Ｏ３产品质量的影响,摸索出了制备高纯Ｔｉ２Ｏ３的工艺条件,采用本工艺制备的Ｔｉ２Ｏ３,其纯度及批量均达到目前国内领先水平。     

熔融法蓝宝石晶体退火特性研究

研究了蓝宝石(-αAl2O3)晶体热退火前后光学均匀性的变化,发现适当温度下退火可以降低晶体的内应力,提高晶体质量,从而提高晶体的光学均匀性。结果表明,采用自制内绕式钼丝炉在1 890℃下退火即可有效消除部分内应力,晶体经任意切割均无出现炸裂现象。     

蓝宝石核心壳层吸收边缘的研究

利用电子能量损失光谱学研究了蓝宝石核心壳层吸收边缘。对吸收边缘的贡献来自三个方面，从核心壳层到离化末态的跃迁；弹性后向散射平面波以及价壳层分子轨道。我们分别使用平面波离化末态模型，弹性反向散射模型以及推广的休克尔理论对其进行了计算。理论计算结果与试验结果符合较好。