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新型闪烁晶体Gd3(Al,Ga)5O12:Ce^3+的研究进展 预览
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作者 孟猛 祁强 +3 位作者 赫崇君 施俊杰 任国浩 《人工晶体学报》 EI CAS 北大核心 2019年第8期1386-1394,共9页
无机闪烁晶体在核辐射探测领域有重要的应用,铈掺杂铝酸钆镓(Gd3(Al,Ga)5O12:Ce,缩写为GAGG:Ce)闪烁晶体性能优良,在高能物理、γ相机等应用领域有广阔的应用前景,因此成为了当前闪烁体领域的研究热点。本文总结了GAGG:Ce闪烁晶体近年... 无机闪烁晶体在核辐射探测领域有重要的应用,铈掺杂铝酸钆镓(Gd3(Al,Ga)5O12:Ce,缩写为GAGG:Ce)闪烁晶体性能优良,在高能物理、γ相机等应用领域有广阔的应用前景,因此成为了当前闪烁体领域的研究热点。本文总结了GAGG:Ce闪烁晶体近年来主要的研究进展;分析了GAGG:Ce晶体的结构及其稳定性;阐述了反位缺陷对晶体发光性能的影响;通过"带隙工程"理论解释了Gd、Ga离子掺杂消除反位缺陷的机理;总结了近年来GAGG:Ce晶体生长中存在的问题及解决途径;梳理了GAGG:Ce晶体的发光机理、闪烁性能及其影响因素;对各国团队通过阳离子掺杂的"缺陷工程"理论抑制GAGG:Ce晶体闪烁衰减慢分量的研究进行分析总结;展望了GAGG:Ce闪烁晶体发展方向。 展开更多
关键词 闪烁晶体 掺杂 GAGG 光输出 能量分辨率
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镥铝石榴石(Lu3Al5O12∶Pr)晶体的生长及发光性能 预览 被引量:1
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作者 汪超 +3 位作者 李焕英 吴云涛 史坚 任国浩 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第12期3389-3394,共6页
用提拉法生长出了直径45 mm的Lu3Al5O12∶1%Pr(LuAG∶Pr)石榴石闪烁晶体。测试了该晶体不同部位样品的吸收谱、激发发射光谱和多道能谱等。对晶体的吸收波段、发光峰位和激发波长及其对应的Pr离子中电子的跃迁能级进行了指认。测得LuA... 用提拉法生长出了直径45 mm的Lu3Al5O12∶1%Pr(LuAG∶Pr)石榴石闪烁晶体。测试了该晶体不同部位样品的吸收谱、激发发射光谱和多道能谱等。对晶体的吸收波段、发光峰位和激发波长及其对应的Pr离子中电子的跃迁能级进行了指认。测得LuAG∶Pr晶体在137Cs放射源激发下的闪烁衰减时间为29 ns,光产额约为10800±540photons/MeV,光致发光衰减时间为21.93 ns。LuAG∶Pr晶体样品的热释光(TSL)曲线证实晶体中存在较多的能够束缚电子的浅陷阱。 展开更多
关键词 Lu3Al5O12∶Pr 晶体生长 闪烁性能
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浮区法生长Lu2Si2O7:Ce晶体的缺陷、光学和闪烁性能研究 预览 被引量:1
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作者 冯鹤 任国浩 +4 位作者 李焕英 徐军 杨秋红 徐家跃 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2013年第8期891-895,共5页
通过浮区法制备得到LPS:0.5%Ce单晶样品,并对其包裹体、开裂、闪烁和光学性能进行了研究,获得了晶体的电子探针谱、透过谱、77~500 K下的紫外激发发射谱、X射线激发发射谱和77~500 K下的衰减时间谱。研究发现晶体中存在解理开裂和热应... 通过浮区法制备得到LPS:0.5%Ce单晶样品,并对其包裹体、开裂、闪烁和光学性能进行了研究,获得了晶体的电子探针谱、透过谱、77~500 K下的紫外激发发射谱、X射线激发发射谱和77~500 K下的衰减时间谱。研究发现晶体中存在解理开裂和热应力开裂,同时存在两种类型的包裹体,分别包含[Si3O9]6-、23[SiO]n阴离子团和过量的SiO2。由于采用空气为生长气氛,样品中部分Ce3+被氧化为Ce4+。浮区法LPS:0.5%Ce表现出较高的发光效率,约为32000 ph/MeV。随着温度的升高,样品的紫外激发发射谱逐渐向长波方向移动,发射谱谱线随着温度的升高展宽,导致自吸收的增加。衰减时间的温度转变点位于450 K,表明LPS:Ce闪烁晶体适用于高温环境,是一种性能优异的闪烁晶体。 展开更多
关键词 Lu2Si2O7 CE 浮区法 单晶 缺陷 闪烁性能
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中子探测晶体Li_6Gd(BO_3)_3:Ce的光谱特性研究 被引量:1
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作者 杨帆 潘尚可 +2 位作者 吴云涛 任国浩 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2011年第11期 229-235,共7页
文章用提拉法生长出Li6Gd(BO3)3:Ce晶体,并对其光谱性能与发光过程进行了探索.借助于真空紫外-紫外透过光谱测试,发现晶体的透过光谱中存在Ce3+离子和Gd3+的特征吸收峰,同时还存在与Ce4+离子相关的电荷迁移带.对晶体的真空紫外-... 文章用提拉法生长出Li6Gd(BO3)3:Ce晶体,并对其光谱性能与发光过程进行了探索.借助于真空紫外-紫外透过光谱测试,发现晶体的透过光谱中存在Ce3+离子和Gd3+的特征吸收峰,同时还存在与Ce4+离子相关的电荷迁移带.对晶体的真空紫外-紫外激发发射光谱进行研究发现,在晶体存在着Ce3+离子的5d→4f辐射跃迁发光与Gd3+离子的4f→4f辐射跃迁发光,而且存在着Gd3+→Ce3+之间的能量传递.对Li6Gd(BO3)3:Ce晶体的X射线与γ射线激发发射光谱研究可知,晶体在高能射线激发下的闪烁光主要是Ce3+离子的发光. 展开更多
关键词 Li6Gd(BO3)3:Ce晶体 真空紫外-紫外透过光谱 真空紫外-紫外激发发射光谱 能量传递
Lu_xY_(1-x)AlO_3:Ce晶体的缺陷研究 预览
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作者 李焕英 +3 位作者 秦来顺 陆晟 潘尚可 任国浩 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第10期1020-1024,共5页
通过提拉法制备了LuxY1-xAlO3:Ce晶体样品.采用偏光显微镜、场发射扫描电镜、电子探针等手段,并结合热应力分析,研究了LuxY1-xAlO3:Ce晶体中的开裂、铱金包裹体、气泡、孪晶、解理等宏观缺陷.结果表明,不同形态晶体内热应力合力的方... 通过提拉法制备了LuxY1-xAlO3:Ce晶体样品.采用偏光显微镜、场发射扫描电镜、电子探针等手段,并结合热应力分析,研究了LuxY1-xAlO3:Ce晶体中的开裂、铱金包裹体、气泡、孪晶、解理等宏观缺陷.结果表明,不同形态晶体内热应力合力的方向导致不同的开裂面的取位方式,加强保温、建立适应晶体形态的合适温场等有助于获得完整晶体.高温熔体及保护气氛中微量氧对铱坩埚的熔蚀与氧化,使得晶体中存在有铱金包裹体,降低炉腔内的氧含量、采用高纯度铱金压铸制作坩埚等措施有助于减少晶体内的铱金包裹体.适当提高熔体温度以降低粘度、降低炉内气压等措施有助于减少晶体中的气体包裹物.低镥含量LuxY1-xAlO3:Ce晶体中,a、b轴方向的晶胞参数非常接近,在应力诱导作用下晶格参数互换易导致在〈110〉方向上形成孪晶. 展开更多
关键词 铝酸钇镥晶体 缺陷 热应力
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新型闪烁晶体Ce掺杂焦硅酸钇(YPS:Ce)的闪烁与热释光性能 预览 被引量:3
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作者 冯鹤 +6 位作者 李焕英 杨帆 陆晟 潘尚可 陈晓峰 张卫东 任国浩 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2010年第8期801-805,共5页
通过区熔法获得了铈掺杂焦硅酸钇闪烁单晶(Y_2Si_2O_7:Ce~(3+),简写为YPS),并对其闪烁与热释光性能进行了研究.对YPS:Ce闪烁晶体的透过、光输出和光衰减等光学和闪烁性能进行了表征,并对其综合性能进行了评价.其衰减时间为30.16... 通过区熔法获得了铈掺杂焦硅酸钇闪烁单晶(Y_2Si_2O_7:Ce~(3+),简写为YPS),并对其闪烁与热释光性能进行了研究.对YPS:Ce闪烁晶体的透过、光输出和光衰减等光学和闪烁性能进行了表征,并对其综合性能进行了评价.其衰减时间为30.16ns,为目前铈掺杂焦硅酸盐闪烁晶体中最快的.并采用热释光测试技术,对YPS:Ce晶体中的缺陷进行了研究,发现在300~500K温度区间内一共有三个热释光峰,分别对应于三个缺陷,通过对二维(温度-光强)的拟合,确定了这三种缺陷的陷阱深度、振动频率等物理参数.并结合三维(温度-波长-光强)热释光谱,提出了YPS:Ce的热释光模型. 展开更多
关键词 YPS:Ce晶体 闪烁性能 热释光 缺陷
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退火对提拉法生长Lu2Si2O7∶Ce晶体闪烁性能的影响 预览 被引量:1
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作者 冯鹤 +5 位作者 李焕英 陆晟 潘尚可 陈晓峰 张卫东 任国浩 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第5期 1054-1058,共5页
Lu2Si2O7∶Ce (LPS∶Ce)表现出较高的光输出, 平均值约26000photons/MeV (简写为ph/MeV), 但通过提拉法获得的晶体发光效率很低. 实验对LPS∶Ce晶体进行了不同气氛下的退火, 研究退火条件对LPS∶Ce的发光效率等闪烁性能的影响. 发现... Lu2Si2O7∶Ce (LPS∶Ce)表现出较高的光输出, 平均值约26000photons/MeV (简写为ph/MeV), 但通过提拉法获得的晶体发光效率很低. 实验对LPS∶Ce晶体进行了不同气氛下的退火, 研究退火条件对LPS∶Ce的发光效率等闪烁性能的影响. 发现在Ar气氛下退火对LPS∶Ce发光效率的提高没有作用, 在空气气氛下退火后可显著提高LPS∶Ce的发光效率. 通过不同退火工艺的比较, 确定了提高LPS∶Ce发光效率的最佳退火制度:空气气氛下, 退火温度1400℃, 退火时间根据样品的大小决定, 样品越大, 需要的退火时间越长. 同时讨论了退火过程中, LPS∶Ce吸收谱和UV-ray激发发射谱的变化趋势. 展开更多
关键词 LPS∶Ce晶体 退火制度 发光效率 吸收谱 发射光谱
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不同掺杂对Ba3Y(BO3)3晶体的生长和相变的影响 预览
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作者 潘尚可 陆晟 +3 位作者 杨帆 任国浩 王国富 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2009年第3期 567-570,共4页
结合X射线粉末衍射和差示扫描量热法,系统研究了不同格位上的掺杂对Ba3Y(BO3)3晶体的生长和相变的影响.研究发现,相同掺杂浓度10at%时,掺Nd3+的α-Ba3Y(BO3)3晶体的相变温度(1099.6℃)比掺Yb3+的晶体的相变温度(1145.3℃)低;... 结合X射线粉末衍射和差示扫描量热法,系统研究了不同格位上的掺杂对Ba3Y(BO3)3晶体的生长和相变的影响.研究发现,相同掺杂浓度10at%时,掺Nd3+的α-Ba3Y(BO3)3晶体的相变温度(1099.6℃)比掺Yb3+的晶体的相变温度(1145.3℃)低;且随着掺Nd3+浓度的降低,晶体的相变温度升高,晶体在降温过程中更容易发生相变.在晶体中掺入Sr2+离子,可以有效提高Yb3+∶α-Ba3Y(BO3)3晶体的稳定性.随着Sr2+掺入浓度的增加,晶体的熔点升高,相变温度降低.当Sr2+掺杂浓度为16at%时,晶体的相变峰消失;当Sr2+掺杂浓度分别为5at%、10at%时,晶体仍然发生相变. 展开更多
关键词 激光晶体 相变 晶体稳定性 提拉法 硼酸盐
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LuxY1-xAlO3:Ce晶体中伴生(Lu,Y)3Al5O12:Ce相成因研究 预览 被引量:1
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作者 陆晟 +3 位作者 潘尚可 张卫东 王广东 任国浩 《无机材料学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2008年第3期 434-438,共5页
采用提拉法制备了LuxY1-xAlO3:Ce晶体样品,通过XRD物相分析和成分分析,并结合Lu2O3-Al2O3二元体系相图以及LuxY1-xAlO3:Ce结构稳定性方面的分析与讨论,结果表明:随着熔体中Lu元素含量的增加,熔体分层加剧,析晶LuxY1-xAlO3:Ce... 采用提拉法制备了LuxY1-xAlO3:Ce晶体样品,通过XRD物相分析和成分分析,并结合Lu2O3-Al2O3二元体系相图以及LuxY1-xAlO3:Ce结构稳定性方面的分析与讨论,结果表明:随着熔体中Lu元素含量的增加,熔体分层加剧,析晶LuxY1-xAlO3:Ce相的熔体组成区间将向富Lu一侧偏移,这使得晶体上部易伴生(Lu,Y)3Al5O12:Ce相;而随着Lu元素含量的提高,LuxY1-xAlO3:Ce晶体的热稳定性降低,氧空位的存在则使晶体的热稳定性进一步降低,在接种过程中籽晶表面易发生相分解反应生成(Lu,Y)3Al5O12:Ce和(Lu,Y)4Al2O9:Ce,籽晶表面相分解产物(Lu,Y)3Al5O12:Ce提供了诱导析晶(Lu,Y)3Al5O12:Ce相所需的晶核,这使得晶体的外表面处易伴生(Lu,Y)3Al5O12:Ce相.调整配料组成使n((Lu,Y)2O3):n(Al2O3)=1.17~1.00,加大熔体内部和固液界面处的温度梯度以改善熔体对流、抑制熔体分层以及籽晶表面处的相分解等有助于高Lu元素含量LuxY1-xAlO3:Ce晶体的获得. 展开更多
关键词 铝酸钇镥晶体 钙钛矿 石榴石 伴生
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Color center and radiation center in Lu2SiO5:Ce crystal 预览 被引量:3
10
作者 秦来顺 陆晟 +2 位作者 李焕英 任国浩 《中国稀土学报:英文版》 SCIE EI CAS CSCD 2008年第5期 678-680,共3页
Lu2SiO5 的放射损坏: Ce (LSO : Ce ) 晶体通过强烈的紫外光被调查。在 435 nm 的一个吸收乐队在损坏 LSO 的传播光谱被观察: Ce 水晶,类似于 gamma 光线照耀引起的吸收乐队的。为 LSO 的 GDMS 分析: Ce 晶体揭示了杂质的存在,例如在... Lu2SiO5 的放射损坏: Ce (LSO : Ce ) 晶体通过强烈的紫外光被调查。在 435 nm 的一个吸收乐队在损坏 LSO 的传播光谱被观察: Ce 水晶,类似于 gamma 光线照耀引起的吸收乐队的。为 LSO 的 GDMS 分析: Ce 晶体揭示了杂质的存在,例如在晶体的 Yb。杂质可能为颜色中心和放射中心的光吸收负责。 展开更多
关键词 色心 辐射损伤 闪烁晶体 LSO:Ce 稀土
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焦硅酸镥(Lu2Si2O7:Ce)闪烁晶体的生长与发光性能研究 预览 被引量:1
11
作者 任国浩 李焕英 +3 位作者 陆晟 冯鹤 王广东 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第5期 967-970,共4页
铈掺杂的焦硅酸镥晶体(简写为LPS:Ce)是新近发现的一种具有潜在应用价值的无机闪烁晶体。本文用提拉法成功地生长出尺寸为φ15mm×40mm的LPS:Ce晶体。XRD结构测试表明,该晶体属于单斜晶系,C2/m空间群,晶体中分布有少量的LPS和... 铈掺杂的焦硅酸镥晶体(简写为LPS:Ce)是新近发现的一种具有潜在应用价值的无机闪烁晶体。本文用提拉法成功地生长出尺寸为φ15mm×40mm的LPS:Ce晶体。XRD结构测试表明,该晶体属于单斜晶系,C2/m空间群,晶体中分布有少量的LPS和石英颗粒包裹体。对从毛坯中切割出的无色透明晶体样品在室温下分别进行了透射光谱、紫外激发、X射线激发发射光谱和衰减时间测试。结果表明,铈(Ce^3+)离子掺杂使LPS晶体的紫外吸收边从175nm红移到350nm,紫外和X射线激发的荧光光谱中都可以分解出384nm和412nm两个发射峰,它们分别对应于电子从铈(Ce^3+)离子的5d轨道向4f轨道的两个能级(^2F5/2和^2F7/2)的辐射跃迁,从衰减曲线中可以拟合出一个38.75ns的时间常数。这些发光特征与该晶体独特的晶体结构密切相关。 展开更多
关键词 焦硅酸镥 晶体生长 发光性能
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钇掺杂量对LuxY1-xAlO3:Ce晶体结构和发光性能的影响 预览 被引量:2
12
作者 陆晟 +2 位作者 张卫东 潘尚可 任国浩 《中国稀土学报》 CAS CSCD 北大核心 2007年第4期 490-493,共4页
研究了Y掺杂量对LuxY1-xAlO3:Ce晶体结构和发光性能的影响,结果表明:固溶体晶体LuxY1-xAlO3:Ce(x=0~0.3)仍为正交晶系赝钙钛矿型结构。随着Y掺杂量的减少,晶胞体积减小、晶体密度增大、本征吸收降低、光输出增大,衰减时间由YA... 研究了Y掺杂量对LuxY1-xAlO3:Ce晶体结构和发光性能的影响,结果表明:固溶体晶体LuxY1-xAlO3:Ce(x=0~0.3)仍为正交晶系赝钙钛矿型结构。随着Y掺杂量的减少,晶胞体积减小、晶体密度增大、本征吸收降低、光输出增大,衰减时间由YAlO3:Ce的29.7ns降低至Lu0.3Y0.7Al03:Ce的24.2ns。随着Y掺杂量的减少,发射谱的峰位由YAlO3:Ce的390nm逐步紫移至Lu0.3Y0.7AlO3:Ce的384nm,这表明尽管LuxY1-xAlO3:Ce晶体的光激发一发射机制并未发生明显的变化,但掺杂还是引起了稀土格位晶体场的变化,激活离子Ce^3+的激发态与基态能级之间的能级差随Y掺杂量的减少逐步加大。Y掺杂含量的降低在改善晶体闪烁性能的同时也降低了晶体的热稳定性,增强了晶体的放射性本底。 展开更多
关键词 铝酸钇镥晶体 掺杂 钙钛矿 闪烁性能 稀土
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LuAlO3:Ce闪烁晶体的研究进展 预览 被引量:6
13
作者 任国浩 《人工晶体学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第2期 237-243,共7页
本文总结了铝酸镥(LuAlO3:Ce简称LuAP:Ce,P表示该晶体为赝钙钛矿结构)闪烁晶体的晶体结构、闪烁性能、闪烁机理与晶体生长的研究现状,重点阐述了目前晶体生长及其性能研究取得的进展,然后分析了目前文献报道晶体中存在的问题,... 本文总结了铝酸镥(LuAlO3:Ce简称LuAP:Ce,P表示该晶体为赝钙钛矿结构)闪烁晶体的晶体结构、闪烁性能、闪烁机理与晶体生长的研究现状,重点阐述了目前晶体生长及其性能研究取得的进展,然后分析了目前文献报道晶体中存在的问题,提出了铝酸镥闪烁晶体未来研究发展的几个方向。 展开更多
关键词 铝酸镥 钙钛矿 闪烁晶体 研究进展
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Ce:LuAlO3晶体的热稳定性研究 预览 被引量:5
14
作者 任国浩 +2 位作者 陆晟 李焕英 秦来顺 《硅酸盐学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第3期 261-265,共5页
铈掺杂铝酸镥(Ce:LuAlO3)晶体是一种具有钙钛矿结构的新型无机闪烁体。用提拉法试图从n(Lu2O3):n(Al2O3)=1:1的熔体中生长Ce:LuAlO3晶体。实验表明:在缓慢结晶条件下得到的不是Ce:LuAlO3晶体,而是镥铝石榴石[Lu3Al2(AlO4... 铈掺杂铝酸镥(Ce:LuAlO3)晶体是一种具有钙钛矿结构的新型无机闪烁体。用提拉法试图从n(Lu2O3):n(Al2O3)=1:1的熔体中生长Ce:LuAlO3晶体。实验表明:在缓慢结晶条件下得到的不是Ce:LuAlO3晶体,而是镥铝石榴石[Lu3Al2(AlO4)3]。只有急速降温才能够获得Ce:LuAlO3晶体。退火和差热分析表明:Ce:LuAlO3晶体只存在于高温条件下,当温度下降时,它会分解成Lu3Al2(AlO4)3,Lu4Al2O9和Lu2O3。造成LuAlO3晶体在低温下结构不稳定的原因是Lu离子的半径太小,它只适应于配位数是8的石榴石结构,只有在高温下才能适应配位数是12的钙钛矿结构。 展开更多
关键词 铝酸镥晶体 提拉法晶体生长 热稳定性 配位多面体 闪烁晶体
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Influence of Self-Absorption and Impurities on Scintillation Properties of (Lu0.1Y0.9)A103:Ce Single Crystals
15
作者 陆晟 +1 位作者 秦来顺 任国浩 《中国物理快报:英文版》 SCIE CAS CSCD 2006年第9期2570-2572,共3页
关键词 自吸收 闪烁性 单晶 杂质离子
微波等离子体化学气相沉积制备SrTiO3陶瓷薄膜 预览 被引量:1
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作者 季惠明 《材料导报》 CSCD 北大核心 2000年第Z10期 158-159,共2页
本研究采用微波等离子体化学气相沉积方法在Al2O3基片上制备了SrTiO3基陶瓷薄膜。实验结果表明,当沉积薄膜衬底温度在700℃以上时,可以制备出结晶性较好的具有一定氧敏性能的SrTiO3薄膜。
关键词 制备 SrTiO3陶瓷薄膜 氧敏性能 MPCVD
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