Bột mài mòn silicon cacbua 4h-N 100um để tăng trưởng tinh thể SIC

Ứng dụng của SiC

Tinh thể SiC là một vật liệu bán dẫn băng tần rộng quan trọng.Do tính dẫn nhiệt cao, tốc độ trôi điện tử cao, cường độ trường đánh thủng cao và các tính chất vật lý và hóa học ổn định, nên nó được sử dụng rộng rãi ở nhiệt độ cao, trong các thiết bị điện tử tần số cao và công suất lớn.Có hơn 200 loại tinh thể SiC đã được phát hiện cho đến nay.Trong số đó, tinh thể 4H- và 6H-SiC đã được cung cấp thương mại.Chúng đều thuộc nhóm điểm 6mm và có hiệu ứng quang học phi tuyến bậc hai.Tinh thể SiC bán cách điện có thể nhìn thấy và trung bình.Dải hồng ngoại có độ truyền qua cao hơn.Do đó, các thiết bị quang điện tử dựa trên tinh thể SiC rất thích hợp cho các ứng dụng trong môi trường khắc nghiệt như nhiệt độ cao và áp suất cao.Tinh thể 4H-SiC bán cách điện đã được chứng minh là một loại tinh thể quang phi tuyến trung hồng ngoại mới.So với các tinh thể quang học phi tuyến hồng ngoại trung bình thường được sử dụng, tinh thể SiC có độ rộng vùng cấm rộng (3.2eV) do tinh thể., Độ dẫn nhiệt cao (490W / m · K) và năng lượng liên kết lớn (5eV) giữa Si-C, do đó tinh thể SiC có ngưỡng phá hủy laser cao.Do đó, tinh thể 4H-SiC bán cách điện như một tinh thể chuyển đổi tần số phi tuyến có lợi thế rõ ràng trong việc phát ra tia laser hồng ngoại trung công suất cao.Như vậy, trong lĩnh vực laser công suất cao, tinh thể SiC là một tinh thể quang học phi tuyến có triển vọng ứng dụng rộng rãi.Tuy nhiên, nghiên cứu hiện tại dựa trên các tính chất phi tuyến của tinh thể SiC và các ứng dụng liên quan vẫn chưa hoàn thiện.Công trình này lấy tính chất quang phi tuyến của tinh thể 4H- và 6H-SiC làm nội dung nghiên cứu chính, nhằm giải quyết một số vấn đề cơ bản của tinh thể SiC về tính chất quang phi tuyến, nhằm thúc đẩy ứng dụng của tinh thể SiC trong lĩnh vực của quang học phi tuyến.Một loạt các công việc liên quan đã được thực hiện về mặt lý thuyết và thực nghiệm, và các kết quả nghiên cứu chính như sau: Đầu tiên, các tính chất quang phi tuyến cơ bản của tinh thể SiC được nghiên cứu.Sự khúc xạ nhiệt độ thay đổi của các tinh thể 4H- và 6H-SiC trong dải hồng ngoại nhìn thấy và trung hồng ngoại (404,7nm ～ 2325,4nm) đã được thử nghiệm, và phương trình Sellmier của chỉ số khúc xạ nhiệt độ thay đổi được trang bị.Lý thuyết mô hình dao động đơn được sử dụng để tính toán sự phân tán của hệ số quang nhiệt.Một giải thích lý thuyết được đưa ra;ảnh hưởng của hiệu ứng quang nhiệt đến sự kết hợp pha của các tinh thể 4H- và 6H-SiC được nghiên cứu.Kết quả cho thấy sự phù hợp pha của tinh thể 4H-SiC không bị ảnh hưởng bởi nhiệt độ, trong khi tinh thể 6H-SiC vẫn không thể đạt được sự kết hợp pha theo nhiệt độ.tình trạng.Ngoài ra, hệ số nhân đôi tần số của tinh thể 4H-SiC bán cách điện đã được kiểm tra bằng phương pháp viền Maker.Thứ hai, nghiên cứu hiệu suất tạo tham số quang học femto giây và khuếch đại của tinh thể 4H-SiC.Về mặt lý thuyết, phân tích lý thuyết về sự phù hợp pha, khớp vận tốc nhóm, góc không thẳng hàng và chiều dài tinh thể tốt nhất của tinh thể 4H-SiC được bơm bởi tia laser femto giây 800nm.Sử dụng tia laser femto giây với bước sóng 800nm ​​đầu ra bởi tia laser Ti: Sapphire làm nguồn bơm, sử dụng công nghệ khuếch đại tham số quang học hai giai đoạn, sử dụng tinh thể 4H-SiC bán cách điện dày 3,1mm làm tinh thể quang học phi tuyến, Kết hợp pha dưới 90 °, Lần đầu tiên người ta thu được một tia laser trung hồng ngoại có bước sóng trung tâm là 3750nm, năng lượng xung đơn lên đến 17μJ và độ rộng xung 70f bằng thực nghiệm.Laser femto giây 532nm được sử dụng làm ánh sáng bơm và tinh thể SiC được ghép pha 90 ° để tạo ra ánh sáng tín hiệu với bước sóng trung tâm đầu ra là 603nm thông qua các tham số quang học.Thứ ba, hiệu suất mở rộng phổ của tinh thể 4H-SiC bán cách điện như một môi trường quang học phi tuyến được nghiên cứu.Kết quả thực nghiệm cho thấy nửa chiều rộng cực đại của quang phổ được mở rộng tăng theo chiều dài tinh thể và mật độ công suất laser tới tinh thể.Sự gia tăng tuyến tính có thể được giải thích bằng nguyên tắc tự điều biến pha, nguyên nhân chủ yếu là do sự chênh lệch chiết suất của tinh thể với cường độ của ánh sáng tới.Đồng thời, người ta phân tích rằng trong thang thời gian femto giây, chiết suất phi tuyến của tinh thể SiC có thể chủ yếu do các điện tử liên kết trong tinh thể và các điện tử tự do trong vùng dẫn;và công nghệ quét z được sử dụng để nghiên cứu sơ bộ tinh thể SiC dưới tia laser 532nm.Hấp thụ phi tuyến tính và không

hiệu suất chiết suất tuyến tính.