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人工晶体学报
中材人工晶体研究院
人工晶体学报

中材人工晶体研究院

沈德忠

月刊

1000-985X

jtxbbjb@126.com

010-65491290；65492963

100018

北京朝阳区红松园1号中材人工晶体研究院，北京733信箱

人工晶体学报/Journal Journal of Synthetic CrystalsCSCD北大核心CSTPCDEI
查看更多>>本刊报道我国在半导体材料、光电子材料、纳米材料、薄膜材料和超硬材料等领域在理论研究、生长技术、性能、品质鉴定、原料制备，以及应用技术和加工等方面的科研成果，同时介绍国内外晶体材料的发展动态与学术交流活动。学报是我国从事人工晶体研究人员与国外同行交流的一个重要窗口。
正式出版
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    柔性透明二维光电器件在智能化信息领域中的应用

    李洋崔楠傅年庆陈有辰...
    1087-1105页
    查看更多>>摘要：随着新型智能化电子技术的快速发展，人们对高性能、轻薄、柔性消费型电子产品的需求日益迫切。传统的硬质硅基器件难以满足可穿戴设备、电子皮肤等领域对电子元件的特殊需求，二维(2D)材料因优异的光电性质在新兴电子产业中备受瞩目，因此开发柔性透明2D光电器件成为前沿科技中的热门研究领域。本文详细介绍了柔性透明2D光电器件中的2D材料、透明电极、柔性透明衬底/介电层等关键构成，综合论述了关于柔性透明晶体管、光电探测器、传感器、电容器等器件在可穿戴电子、透明智能显示、医疗监测等领域中的广泛应用前景。最后，总结展望了柔性透明2D光电器件目前所面临的挑战与发展前景。相信随着材料科学、纳米技术和制造工艺的不断革新与发展，柔性透明电子技术将会更加成熟、可靠，为人类生活带来更多便利和可能性。

    二维材料柔性透明电子光电器件可穿戴设备健康监测智能化技术

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    大尺寸高质量CsCu2I3晶体生长与发光性能研究

    陈鑫鑫韩佳力潘建国
    1106-1111页
    查看更多>>摘要：全无机CsCu2I3晶体属于正交晶系，空间群为Cmcm，具有一维钙钛矿结构，有望在光电器件方面获得广泛应用。本文采用重结晶提纯后的CuI为原料，通过垂直坩埚下降法生长得到1英寸(1英寸=2。54 cm)透明高质量CsCu2I3单晶。利用X射线粉末衍射和热重分析研究了该晶体的物相和稳定性;通过紫外可见透过光谱、光致发光光谱、荧光寿命和荧光量子产率等表征手段研究了该晶体的发光性能。此外，还测量了 100～250 K条件下的变温荧光，发现随温度升高，电子-声子的耦合增强，导致光致发光强度下降，晶体的激子结合能Eb为98。12 meV。研究表明CsCu2I3晶体具有良好的光学性能。

    钙钛矿CsCu2I3晶体重结晶提纯坩埚下降法荧光光谱衰减时间变温荧光光谱

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    Er掺杂PbF2晶体的局域团簇结构与光谱性能研究

    李琳张沛雄谭俊成朱思祁...
    1112-1120页
    查看更多>>摘要：本文采用Bridgman法成功生长了一系列Er∶PbF2晶体。利用基于密度泛函理论的第一性原理计算详细研究了Er3+在PbF2晶体中的团簇效应。首次获得了 Er∶PbF2晶体的上转换发光特性(发光强度、颜色变化)与团簇结构之间的关系。研究发现，随着Er3+浓度增加，团簇从单聚体向高阶构型演化，Er3+离子之间的距离先减小后增大，这使得上转换发光中的红色发射强度先增大后减小，红绿发光比也在Er3+浓度高于6。5％(摩尔分数)后逐渐减小，即发光颜色可以从红色调整为黄绿色。该研究证明了稀土离子团簇的结构演化可以调控Er∶PbF2的光谱特性，为多色发光材料的设计提供一种新方法。

    Er∶PbF2晶体上转换发光密度泛函理论铒离子团簇光谱性能

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    溶液法生长大尺寸CsCu2I3钙钛矿单晶及其光学性能研究

    凌昊徐乐陈思贤唐远之...
    1121-1126页
    查看更多>>摘要：近年来，铜基钙钛矿因其出色的稳定性和环境友好性在发光和闪烁等领域受到了广泛关注。然而，目前对CsCu2I3晶体材料的研究主要集中在0维和1维领域，这限制了人们对材料本征性质和各向异性的深入理解，也限制了其在闪烁体中的实际应用。本文通过溶液降温法开展了 CsCu2I3体块单晶的生长工艺研究，成功得到了长度达5 mm的高质量CsCu2I3单晶，该晶体无色透明、棱角分明、显露面完整。XRD测试结果表明，CsCu2I3晶体在经过6个月后依然保持了良好的稳定性;吸收光谱显示该晶体在310 nm波段具有明显的吸收峰，计算得到其禁带宽度为3。42 eV，表明CsCu2I3晶体属于宽禁带半导体;发射光谱显示该晶体发射波长位于580 nm处，半峰全宽为75 nm，绘制CIE色度图得到其发光色度坐标为(0。47，0。50)，位于黄光区域，属于暖白色调(色温3 000 K)，这与该晶体在紫外灯照射下发出黄色荧光的现象一致;CsCu2I3晶体的荧光寿命测得为51。6和215。5 ns。

    CsCu2I3晶体生长溶液法体块单晶光学性能

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    基于石墨烯可饱和吸收体的Er∶YAG被动调Q激光器

    陈言张沛雄权聪孙敦陆...
    1127-1135页
    查看更多>>摘要：本文研究了一种采用氙灯侧泵方式，并基于石墨烯可饱和吸收体的Er∶YAG被动调Q激光器。首先成功将石墨烯转移至Al2O3衬底制备得到石墨烯可饱和吸收体，并对其进行了形貌、结构及化学状态等性能表征。此外，对基于石墨烯可饱和吸收体的Er∶YAG被动调Q激光特性进行了研究，结果表明单脉冲能量从0。4 mJ增加至7 mJ，输出激光单脉冲宽度从761。2 ns下降至510 ns，最大峰值功率为13。7 kW。激光中心波长位于2 935和2 945 nm，且主波长在2 935 nm处对应的半峰全宽(FWHM)为1。535 nm。沿x和y方向的光束质量因子分别为4。45和5。76。实验结果表明，该研究为推进更低成本、谐振腔设计简单且紧凑的2。94 μm波段Er∶YAG激光器的发展提供了有效的参考依据。

    石墨烯可饱和吸收体氙灯侧泵被动调QEr∶YAG～3µm激光

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    BaTiO3纳米单晶薄膜在外加电场作用下畴结构演化的相场研究

    李昊晴苏煜
    1136-1149页
    查看更多>>摘要：铁电薄膜的工作电场加载频率及基底失配应变可影响微观畴结构形态和材料宏观铁电性能。本文利用相场模拟方法分别研究了在-0。1％、-0。7％的失配应变下，0。1～100 kHz频率范围内BaTiO3纳米单晶薄膜的铁电性能变化规律。研究发现，随着外加电场频率的增大，薄膜电滞回线由四方形向椭圆形转变，标准蝶形曲线向腰果形曲线发生改变。在50 kHz以下的低频段，矫顽场随频率增加而快速升高，但剩余极化强度变化幅度不大;而在50 kHz以上的高频段，矫顽场随频率增加略有升高，剩余极化强度则呈下降趋势。在低频段下铁电性能的频率依赖性受失配应变的影响较大，而在高频段下则对失配应变不敏感。同时发现，压缩失配应变可导致剩余极化及矫顽场显著升高，而拉伸应变的效果相反。分析表明，BaTiO3纳米单晶薄膜铁电性能的频率依赖性源自内部微结构演化速度与外电场施加速率的相互竞争。本研究可为铁电功能薄膜材料的实验设计提供理论基础，为其在高频电子器件中的应用提供有力支撑。

    铁电薄膜相场方法钛酸钡纳米单晶薄膜金兹堡-朗道方程频率效应失配应变

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    ITO/AgNWs/ITO薄膜的制备及其性能研究

    杨涛陈彩明黄瑜佳吴少平...
    1150-1159页
    查看更多>>摘要：随着显示面板向超大尺寸、超高清、可触控的方向发展，单一的氧化铟锡(ITO)薄膜难以满足显示器件越来越高的光电性能要求，因此复合导电薄膜得以发展。本文制备了以二维银纳米线(AgNWs)导电网络嵌入ITO薄膜形成的ITO(222)/AgNWs/ITO(400)复合薄膜结构，系统研究了 AgNWs添加量和上层ITO薄膜溅射温度对复合薄膜结构与光电性能的影响，AgNWs金属导电网络不仅提升了薄膜的电学性能，还保持了优良的光学性能。结果表明，在旋涂600 µL的AgNWs分散液、上层ITO薄膜的溅射温度为175 ℃时，制备的复合ITO薄膜方阻为7。13 Ω/□，在550 nm处透过率为91。52％，且品质因数为57。82 × 10-3 Ω-1，实现了超低电阻率和高可见光透过率复合ITO薄膜的制备。

    ITO薄膜磁控溅射AgNWs导电网络复合薄膜光电性能溅射温度

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    ZnSe基蓝光量子点的中间壳层结构调控及其发光性能研究

    伍仕停余春燕方佳庆徐阳...
    1160-1169页
    查看更多>>摘要：ZnSe作为一种不含重金属的宽带隙量子点(QDs)，近年来在蓝光量子点及其发光二极管器件领域受到广泛关注。然而，ZnSe基核壳结构蓝光量子点的核壳界面处通常存在较大的晶格失配，易于形成缺陷态捕获载流子，从而影响其光学性能。本文通过将均质的单层ZnSeS合金层替换为具有组分渐变结构的ZnSeS合金层，合成了具有径向方向Se/S浓度渐变梯度的ZnSeS合金中间壳层的ZnSeTe/ZnSe/ZnSeS/ZnS量子点，并利用X射线衍射谱、稳态光致发光光谱、时间分辨发光光谱、透射电镜和电致发光测试等表征手段研究了不同合金中间壳层对量子点结构、形貌和光学性能的影响。结果表明，所合成的具有组分梯度ZnSeS壳层的量子点的发射波长均为深蓝色(444。5 nm)，发射线宽窄(＜18 nm)，尺寸均一，具有闪锌矿结构，结晶度高;随着ZnSeS合金中间壳层沿量子点径向方向组分渐变平滑度的不断提高，量子点的荧光量子效率(PLQY)和色纯度等光学性质依次改善，其中通过S原子扩散形成的具有线性缓变ZnSeS壳层的量子点具有最窄的发射线宽(15。8 nm)和最高的PLQY(20。7％)。利用这种具有最优荧光性能的量子点作为发光材料制备的发光二极管器件的最大外量子效率为1。8％，最高亮度为750 cd/m2。本研究提出的量子点合成方案和结构优化策略有助于促进高质量无毒蓝光ZnSe基核/壳量子点的发展。

    无毒蓝光量子点核/壳结构梯度合金壳ZnSe量子点发光二极管发光性能

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    Eu3+掺杂Y2MgTiO6红色荧光粉的制备及发光性质研究

    蒋小康高峰周恒为
    1170-1176页
    查看更多>>摘要：采用溶胶-凝胶法制备出Y2-2xMgTiO6∶2xEu3+(YMT∶2xEu3+，0≤x≤0。11)新型红色荧光粉。通过X射线衍射仪(XRD)检测样品的纯度，结果显示YMT∶Eu3+样品属于单斜晶系，空间群为P21/n，无其他杂相。扫描电子显微镜(SEM)照片显示荧光粉为2 μm的不规则颗粒。当激发波长为264 nm时，发射光谱出现四个尖锐的发射峰，分别位于 591(5D0→7F1)、619(5D0→7F2)、657(5D0→7F3)和 693 nm(5D0→ 7F4)。Eu3+离子之间能量传递为电偶极子-电偶极子(d-d)相互作用。YMT∶O。14Eu3+荧光粉的CIE色度坐标为(0。645，0。332)，与红光标准色坐标(0。67，0。33)非常接近。变温PL光谱及热激活能计算结果显示荧光粉具有一定的热稳定性，因此YMT∶Eu3+是一种具有潜在应用价值的LED红色荧光粉。

    Eu3+溶胶-凝胶法Y2MgTiO6红色荧光粉热稳定性LED

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    轴对称低频局域共振声子晶体带隙分析及优化

    王仲姜娇宋洋张磊...
    1177-1185页
    查看更多>>摘要：本文提出了一种新型轴对称Helmholtz声子晶体(AHPC)，并对其进行了深入研究。通过建立数值模型，获取了AHPC结构的完整带隙，揭示了其带隙形成机理，描述了带隙边缘的声压分布特性，并通过实验获取了低频带隙，验证了数值模型的准确性。本文定量化地研究了颈部长度、颈部宽度和腔体长度对低频带隙宽度和带隙边缘频率的影响，明确了这三个参数是影响带隙分布的主要因素。其中颈部长度、腔体长度与带隙宽度正相关，与带隙边缘频率负相关，颈部宽度与带隙宽度和带隙边缘频率均呈正相关。基于Box-Behnken模型进行了响应面分析，得到了带隙宽度和带隙下限与三因素值间的函数关系。基于已获得的函数表达式，采用内点法对结构参数进行了优化，并通过数值模拟验证了优化结果，得到了具有298。49～519。27 Hz低频带隙的最优AHPC结构。

    声子晶体带隙分析参数优化局域共振Helmholtz响应面

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