鍺酸鉍晶體色帶和色芯形成機(jī)理的微觀分析研究.pdf

1、近年來隨著聲表面波器件(SAW)的廣泛應(yīng)用和發(fā)展,對大尺寸晶體的質(zhì)量提出了更高的要求.鍺酸鉍(Bi<,12>GeO<,20>,簡稱BGO)晶體是研制SAW器件的關(guān)鍵材料之一,由于目前存在的色帶、色芯缺陷對器件性能有著嚴(yán)重影響.因此,分析研究BGO晶體缺陷及其微觀機(jī)理,有利于研制性能優(yōu)良的晶體和高可靠性的SAW器件.該文采用EDS、WDS、XRD、SEM、TEM、DTA等分析技術(shù)對BGO晶體生長系統(tǒng)的揮發(fā)物、樣品非色芯和色芯區(qū)域及不同方向

2、生長的色帶、非色帶樣品做了對比分析工作.摸索出了利用SEM觀察BGO晶體的腐蝕條件,觀察到了缺陷樣品微結(jié)構(gòu)的差異;并利用計算機(jī)軟件模擬樣品XRD峰相對強(qiáng)度變化,揭示了色帶缺陷樣品XRD峰相對強(qiáng)度變化的物理意義是晶胞中富Ge度形成Bi空位;結(jié)合電子探針的點(diǎn)、面分析模式,確定了非色帶區(qū)、色帶區(qū)成份差異來自晶粒和晶界成份差異;利用DDTA分析了樣品非色芯、色芯區(qū)域并討論了分析曲線的差異.通過上述的分析測試方法的建立和選擇,為色帶、色芯形成的微

3、觀機(jī)理研究打下基礎(chǔ).綜合多種分析測試結(jié)果和影響完整晶體生長的各種因素,認(rèn)為BGO晶體色帶缺陷產(chǎn)生的微觀機(jī)理是系統(tǒng)Bi<,2>O<,3>的揮發(fā)使熔體偏離同成份配比點(diǎn),造成界面組分過冷,形成了胞狀界面,胞狀組織溶質(zhì)的分布很不均勻的,溝漕晶體溶質(zhì)濃集而相應(yīng)于胞中晶體溶質(zhì)貧乏.BGO晶體生長速率的各向異性,使胞狀組織形態(tài)不同.形成的該缺陷區(qū)域?qū)猱a(chǎn)生了不同的折射率,使該區(qū)域呈現(xiàn)與其他區(qū)域不同的顏色,當(dāng)這種區(qū)域保持了一個穩(wěn)定尺寸時,在晶體中形成色