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单晶炉

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单晶炉相关的资讯

  • 晶盛机电第25000台单晶炉下线
    12月28日,晶盛机电举行第25000台单晶炉下线发布仪式,标志着晶盛机电在单晶炉规模制造能力上达到全新高度。晶盛机电表示,从“第1代全自动单晶炉到第5代新型单晶炉”用时16年、从“第1台到第10000台”用时15年、从“第10000台到第25000台”用时仅1年半。2023年,晶盛机电还将推出第五代新型单晶炉。
  • 单晶炉厂商晶阳机电开启北交所上市辅导
    5月18日,证监会披露了安信证券关于浙江晶阳机电股份有限公司(简称:晶阳机电)向不特定合格投资者公开发行股票并在北京证券交易所上市辅导备案的报告。官网显示,晶阳机电是专业的直拉式硅单晶生长炉生产厂家,目前主要产品有单晶炉、铸锭炉、石英坩埚、其他半导体相关设备,公司技术力量雄厚,研制开发技术支持能力强大,现有研发人员23名,其中多人具有硕士以上学历,并在上海同时设有销售及售后服务中心;生产基地位于国家历史文化名城嘉兴,占地面积近25000平方米(约29.8亩),生产车间包括金属加工车间、产品总装调试车间、硅单晶炉、铸锭炉试机车间、电气组立车间以及石英坩埚生产线车间。从股权结构来看,晶阳机电任何单一股东持股比例均低于30%,不存在单一股东通过实际支配公司股份表决权能够决定公司董事会半数以上成员选任或足以对股东大会的决议产生重大影响的情形。因此,公司无控股股东。程旭兵直接持有公司16.28%股权,杨金海直接持有公司7.33%股权,两位股东通过上海银坤问接控制公司15.64%股权,通过宁波德亚间接控制公司5.87%股权,合计控制公司45.11%股权。程旭兵担任公司董事长、总经理杨金海担任公司董事、副总经理,两人均为公司的创始人,对公司的发展战略、重要决策、日常经营管理均能够发挥重大影响。
  • 高温高压光学浮区法单晶炉在锂离子电池领域最新应用进展
    锂离子电池由于具有能量密度高、寿命长、充电快、安全可靠、绿色环保等诸多优异性能,与当今人民的日常生活已密不可分,在手机、电脑、电动车、电动汽车、航空航天等领域均有广泛的应用。 其中,Li2FeSiO4作为新一代锂离子电池阴材料,由于具有价格低廉、环境友好、安全性好等优势,在大型动力锂离子电池应用方面具有良好的前景。然而,Li2FeSiO4材料在不同温度具有不同的结构相(∼ 400 °C :Pmn21, , ∼ 700 °C :P121/n1, and ∼ 900 °C :Pmnb),因此,研究其不同结构的电化学性质对于进一步对其进行改性研究尤为重要。 Waldemar Hergetta等人[1]采用高压光学浮区法获得了高温相(Pmnb)Li2FeSiO4单晶,并研究了晶体生长工艺参数对杂相的影响,相关结果已发表在Journal of Crystal Growth。作者所采用的高压光学浮区炉为德国SciDre公司的HKZ高压光学浮区法单晶炉。温度梯度分布[1]XRD图谱及晶体实物图片[1] 德国SciDre公司推出的HKZ高温高压光学浮区法单晶炉高可实现3000℃及以上的生长温度,晶体生长腔大压力可达300 bar,可实现10-5 mbar的高真空环境,适用于生长各种超导材料、介电材料、磁性材料、电池材料等各种氧化物及金属间化合物单晶生长。德国SciDre公司推出的HKZ系列高温高压光学浮区炉外观图参考文献:[1]. Waldemar Hergett, Christoph Neef, Hans-Peter Meyer, Rüdiger Klingeler, Challenges in the crystal growth of Li2FeSiO4, Journal of Crystal Growth, Volume 556, 2021, 125995,ISSN 0022-0248, https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2020.125995.
  • 高精度光学浮区炉助力单晶样品在磁电领域取得重要进展
    在人类漫长的历史发展长河中,“材料学”贯穿了其整个历程。从人类活动早期开始使用木制工具,到随后的石器、金石并用(此时的金属主要指铜器)、青铜、铁器等各个时代,再到后来的蒸汽、电气、原子、信息时代,每个发展阶段无不伴随着人类对材料的认识和利用。在诸多材料中,铁是人类早认识和使用到的材料之一,就我们中国而言,早在西周以前我国就已开始将铁用于生产生活中[1];人们在长期的实践中也开始认识到了相关材料的磁性并将其运用于实践当中,比较有代表性的就是司南的发明。这些在不少历史典籍中都有记载,比如:《鬼谷子谋篇十》记载:“故郑人取玉也,载司南之车,为其不惑也。夫度材量能揣情者,亦事之司南也”;《梦溪笔谈》提到:“方家以磁石磨针缝,则能指南”;《论衡》书曰:“司南之杓,投之于地,其柢指南”等等[2]。由此可见,人们对磁性材料的兴趣也算由来已久。 当时代来到21世纪,化学、物理、生物、医学、计算机等各个领域的技术都有了前所未有的突破,先进的生产力也将人类的文明推进智能工业化、信息化时代,随着而来的是人们对材料的更高要求。在诸多材料当中,由于多铁材料兼具铁磁、铁电特性,二者之间有着特的磁电耦合特性;与此同时,磁场作用下的电化和电场作用下的磁化等性质为未来功能材料探索和发展提供了更为宽广的选择和可能,在存储、传感器、自旋电子、微波器件、器件小型化等领域拥有巨大的潜在应用价值。2007年的《科学》杂志对未来的热点发展问题进行了报道,其中,多铁材料作为的物理类问题入选[3]。因此,研究并深刻理解磁电耦合和多铁材料背后的机理,有着非常重要的理论价值和实践意义。 近期,哈尔滨工业大学的W.Q.Liu等人对磁电材料Mn4Nb2O9单晶样品进行了仔细的研究。研究表明:零磁场测试介电常数时,没有发现介电常数的反常,此时Mn4Nb2O9基态表现为顺电特性;而在磁场条件下,介电常数在Neel温度处发生突变的峰,且随着磁场的增加介电峰也增强,且峰位向低温端偏移,这意味着磁场有抑制反铁磁转变的趋势;高场(H≥4T)下的介电常数-温度依赖关系也跟H2正比关系,由此也表明Mn4Nb2O9是线性磁电材料。更多研究结果可参考文献[4]. 以上图片引自文献[4]. 我们非常荣幸将Quantum Design Japan公司(以下简称QDJ)生产的高精度光学浮区法单晶炉安装于哈尔滨工业大学,并助力W.Q.Liu等学者研究制备出Mn4Nb2O9单晶样品。QDJ公司生产的光学浮区法单晶炉适用于超导材料、铁电材料、磁性材料、半导体材料、光学材料等多种领域材料的晶体制备工作。 该设备主要的技术特色:■ 占地空间小,操作简单,易于上手,立支撑设计■ 采用镀金双面高效反射镜,加热效率更高,温场更加均匀■ 可实现高温度2100°C-2200°C(验收依据为:熔融晶石标样)■ 稳定的电源■ 内置闭循环冷却系统,无需外部水冷装置■ 采用商业化标准卤素灯日本QDJ公司推出的高精度光学浮区法单晶炉外观图 参考文献:[1]. https://baijiahao.baidu.com/s?id=1713600818043231130&wfr=spider&for=pc[2]. https://baike.baidu.com/item/%E5%8F%B8%E5%8D%97/3671419?fr=aladdin[3]. https://www.science.org/doi/10.1126/science.318.5858.1848[4]. Wenqiang Liu, Long Li, Lei Tao, Ziyi Liu, Xianjie Wang, Yu Sui, Yang Wang, Evidence of linear magnetoelectric effect in Mn4Nb2O9 single crystal, Journal of Alloys and Compounds,Volume 886,2021,161272,ISSN 0925-8388, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.161272.
  • 高温高压光浮区法单晶炉落户中国科学院物理研究所(怀柔园区)
    近日,德国ScIDre公司推出的HKZ系列高温高压光学浮区法单晶炉在中国科学院物理研究所怀柔园区材料基因组研究平台顺利完成安装调试。HKZ系列高温高压光学浮区法单晶炉能够提供2200–3000℃甚至更高的生长温度,晶体生长腔大压力可达300 bar,低可实现10-5 mbar的高真空,适用于生长各种超导材料单晶,介电和磁性材料单晶,氧化物及金属间化合物单晶等。ScIDre单晶炉技术特点:► 采用垂直式光路设计► 采用高照度氙灯,多种功率规格可选► 熔区温度:高可达3000℃► 熔区压力:10 bar/50 bar/100 bar/150 bar/300 bar等多种规格可选► 氧气/氩气/氮气/空气/混合气等多种气路可选► 采用光阑控制技术,加热功率从0-100% 连续可调► 样品腔可实现低10-5 mbar真空环境► 丰富的可升选件 中国科学院物理研究所除了聚焦基础前沿问题,扎根中关村科研攻关外,还积响应科技战略布局,投入北京科创中心怀柔科学城、粤港澳大湾区科创中心松山湖材料实验室以及长三角物理研究中心的建设。Quantum Design中国非常荣幸将德国ScIDre公司推出的HKZ高温高压光学浮区法单晶炉安装于该平台,该系统将为用户单位在氧化物晶体生长及各种新材料探索等诸领域的科研工作提供相关单晶样品制备支持!德国ScIDre公司的HKZ系列高温高压光学浮区法单晶炉外观图:系统内部结构实物图: 参考信息来源:http://www.iop.cas.cn/gkjj/skjj/
  • Quantum Design光学浮区法单晶炉,高效镀金双瓣对焦助力介电材料研究
    随着信息、电子和电力工业的快速的发展,以低成本生产具有高介电常数损耗的材料成为当前关注的热点,高介电常数材料无论是在电力工程,还是在微电子行业都具有十分重要的作用,研究高介电常数材料的结构与性能,对其介电机理、压敏机理和晶界效应的探讨具有深远意义。 (InNb)0.1Ti0.9O2陶瓷不仅具有高介电系数,同时具有较小的介电损耗,是一种具应用前景的巨介电材料。这种优异的介电性质的产生机理尚处于研究阶段,单晶样品是分析材料本征性质的有利武器。由于介电测试对于样品尺寸的特殊要求,为更真实地反应样品的介电性质,获得大尺寸、高质量的 (InNb)0.1Ti0.9O2单晶变得尤为重要。浮区法单晶炉高效镀金双瓣对焦 哈尔滨工业大学宋永利等人利用光学浮区法,通过对生长条件(气氛、气压、流量、生长速率)的控制,终获得了大尺寸(4mm直径、30mm长)的单晶样品。该单晶样品的制备使用的是Quantum Design公司推出的光学浮区法单晶炉。这款高性能单晶炉采用镀金双面镜、高反射曲面设计,高温度超过2000℃;系统采用高效冷却节能设计(无需额外冷却系统),稳定的电源输出保证了灯丝的高精度恒定加热功率,可制备高质量的单晶。光学浮区法单晶炉 型号:IRF01-001-00 浮区法的主要优点是不需要坩埚,故加热不受坩埚熔点限制,因此可以生长熔点高材料;生长出的晶体沿轴向有较小的组分不均匀性,在生长过程中容易观察等。浮区法晶体生长过程中,熔区的稳定是靠表面张力与重力的平衡来保持,因此,材料要有较大的表面张力和较小的熔态密度,故浮区法对加热技术和机械传动装置的要求都比较严格。相关产品链接高精度光学浮区法单晶炉 http://www.instrument.com.cn/netshow/C121152.htm
  • 高温高压光学浮区法单晶炉在准一维伊辛自旋链材料领域最新应用进展
    低维磁性材料具有非常丰富和奇特的物理性质,且与多铁性和高温超导电性等材料密切相关。对低维磁性材料的物理性质进行研究有助于探索相关奇异现象的根本机制,从而对寻求新的功能材料提供帮助。因此,近年来关于低维磁性材料的研究吸引了科学家们的广泛关注。近日,德国马普固体化学物理研究所的学者A. C. Komarek等人[1,2]在准一维伊辛自旋链材料CoGeO3中发现了非常明显的1/3磁化平台,并通过中子衍射手段详细探究了其微观自旋结构。研究表明,初的零场反铁磁自旋结构的变化,类似于反铁磁“畴壁边界”的形成,从而产生一种具有1/3整数传播矢量的调制磁结构。净磁矩出现在这些“畴壁”上,而所有反铁磁链排列的三分之二仍然可以保留。同时A. C. Komarek等人也提出了一个基于各向异性受挫方形晶格的微观模型来解释其实验结果。更为详细的报道可参考相关文献[1,2]。A. C. Komarek等人所用的CoGeO3单晶样品由高压光学浮区法单晶炉(型号:HKZ, 制造商:德国ScIDre公司)制备获得[2],文章中报道的CoGeO3单晶生长参数为:Ar/O2混合气(比例98:2),压力80 bar,生长速度3.6 mm/hour。CoGeO3单晶实物图片 引自[2] 德国ScIDre公司推出的HKZ系列高温高压光学浮区法单晶炉高可实现3000℃及以上的生长温度,晶体生长腔大压力可达300 bar,可实现10-5 mbar的高真空环境,适用于生长各种超导材料、介电材料、磁性材料、电池材料等各种氧化物及金属间化合物单晶生长。德国ScIDre公司推出的HKZ系列高温高压光学浮区炉外观图 参考文献:[1] Emergent 1/3 magnetization plateaus in pyroxene CoGeO3, H. Guo, L. Zhao, M. Baenitz, X. Fabrèges, A. Gukasov, A. Melendez Sans, D. I. Khomskii, L. H. Tjeng, and A. C. Komarek, Phys. Rev. Research 3, L032037[2] Single Crystal Growth and Physical Properties of Pyroxene CoGeO3,Zhao, L. Hu, Z. Guo, H. Geibel, C. Lin, H.-J. Chen, C.-T. Khomskii, D. Tjeng, L.H. Komarek, A.C. Crystals 2021, 11, 378.
  • 超高品质单晶生长!高温可达3000℃,可胜任高熔点、高挥发性材料制备的高性能激光浮区法单晶炉LFZ
    激光浮区技术(LFZ),在过去的几十年里,作为一种简单、快速、无需坩埚的生长高质量单晶材料的方法,在高熔点材料的单晶生长领域取得进展。 LFZ与常规光学浮区技术OFZ大的区别是用于加热和熔化的光辐照源不同。OFZ通常是使用椭球镜将卤素灯或者氙灯光源聚焦到生长棒来实现晶体生长。LFZ则是采用激光作为加热光源进行晶体生长,由于激光光束具有能量密度高的特点,因此可实现高饱和蒸汽压、高熔点材料及高热导率材料等常规浮区法单晶炉难以胜任的单晶生长工作。 随着技术的不断迭代,2020年Quantum Design Japan公司和日本理化研究所Yoshio Kaneko教授密切合作,联合设计开发了新一代高性能激光浮区法单晶炉LFZ,该系统采用了5束激光光路的设计方案,保证了激光辐照强度均匀分布在原材料的环向外围,并提供高功率分别为1.5 kW和2 kW两种规格的系统。此外,在新一代高性能激光浮区炉LFZ的光路设计中,采用了Yoshio Kaneko教授的温度梯度优化设计,能有助于改善晶体生长过程中的剩余热应变弛豫;除此之外,该系统还采用了Yoshio Kaneko教授的温度反馈控制闭环设计方案,实现了温度的实时监控与自动调节。实例讲解:1. 磁性材料Bi2CuO4 传统的磁性记忆合金依赖于双磁态,如铁磁体的自旋向上、自旋向下两种状态。增加磁态数量,且采用无杂散场的反铁磁材料,有望实现更高容量存储。近一篇发表于Nature Communications期刊题为Visualizing rotation and reversal of the Néel vector through antiferromagnetic trichroism的工作表明磁电共线反铁磁Bi2CuO4中不仅具有四个稳定的Néel矢量方向,还存在引人注目的反铁磁三色现象,即在可见光范围内的磁电效应使得吸收系数随光传播矢量和Néel矢量之间的角度变化而取三个离散值。利用这种反铁磁三色性,该工作可实现可视化的场驱动Néel矢量的旋转甚至反转[1],为电场调控和光学读取的高密度存储器设计提供可能性。 在该篇工作中看,磁性材料Bi2CuO4的制备使用了Quantum Design LFZ1A 激光浮区法单晶炉。该材料表面张力较低,熔融区难以控制,早期研究多采用较快的生长速度,但生长速度过快往往会导致微裂隙的存在而影响样品品质。在此,利用LFZ1A,通过精细调节生长条件,实现了高质量单晶的生长,从而实现了更精细的磁电性质测量。 在晶体生长的初几个小时,为稳定熔融区域,激光电流手动调节在26.9 - 27.4 A范围,随后,便可以切换到自动恒温模式下,生长速度控制在2.0 mmh-1,进料棒和籽晶棒反向旋转10 rpm,实现晶体的超过24 h的稳定生长,而不需要其他的手动操作。晶体生长在流动的纯氧气氛中进行。图1. Bi2CuO4的磁性测量。SQUID面内面外磁化率的测量都表明材料是TN=44K发生了反铁磁转变。单晶棒非常容易从Z平面解理开,插图显示解理面非常光亮,表明了样品的质量很高[1]。 2. 烧绿石Nd2Mo2O7 烧绿石Nd2Mo2O7中,Mo子晶格呈现出自旋倾斜、近乎共线铁磁排布,其标量自旋手性诱导出巨大的拓扑霍尔效应,可应用于霍尔效应传感器。Nd2Mo2O7是一种高挥发性材料,单晶合成需要被加热到1630℃,MoO2等成分高度挥发,并在生长石英管内壁沉积,导致光源辐照受阻,进而导致熔融区域温度降低,生长不稳定。得益于LFZ设备高精度和快速响应的温度控制系统,在熔融区域失稳前,迅速增加激光功率,激光光通量密度比卤素灯高几个量,因而可以迅速将温度提升到1100℃,促进沉积到石英管内壁上的MoO2的再挥发,当沉积与再挥发达到平衡时,激光加热功率稳定下来,终实现晶体的稳定生长。 近发表在Physical Review B期刊题为Robust noncoplanar magnetism in band-filling-tuned (Nd1−xCax)2Mo2O7的工作中,Max Hirschberger等人通过Ca2+取代Nd3+来调控化学势,实现了对Mo子晶格倾斜自旋铁磁稳定性的调控[2]。 他们先利用Quantum Design LFZ制备了一系列不同组分的厘米尺寸单晶(Nd1−xCax)2Mo2O7(x=0.01, 0.03, 0.05, 0.07, 0.10, 0.15, 0.22, 0.30和0.40)。在氩气氛下,生长温度控制在1630-1700℃,生长速度为1.8-2 mm/h。对不同组分单晶的磁性研究证明了在x≤0.15时倾斜铁磁态以及自旋倾角具有稳定性。而在x=0.22以上,Mo-Mo和Mo-Nd磁耦合变号,自旋玻璃金属态取代倾斜的铁磁态。图2, (Nd1−xCax)2Mo2O7不同组分磁化曲线和相图。左图:x=0.01, 0.22和0.40的三个组分单晶的场冷曲线,可以清晰的判断出倾斜铁磁态和自旋玻璃态的转变温度。右图:不同组分获得的转变温度总结的相图,包括有倾斜铁磁态、自旋玻璃态和顺磁态[2]。高品质数据的采集得益于高质量的单晶样品和的成分控制。 3. 高熔点材料SmB6 SmB6是早发现的重费米子材料之一,其研究已经有五十多年的历史。随着拓扑领域的发展,近几年人们发现SmB6是一种拓扑近藤缘体。它的电缘性来自于强关联的电子相互作用,不仅如此,它的缘态存在能带反转,具有拓扑非平庸属性,表面会出现无能隙拓扑表面态。由于体态完全缘,这个表面态可以用来做新型二维电子器件[3]。 对SmB6拓扑和低温性质的准确探索,离不开高质量的材料,但因为该材料的高熔点(2350℃),很难通过常规手段获得。而Yoshio Kaneko等人应用Quantum Design LFZ实现了高品质SmB6的生长。生长条件:1标准大气压的氩气氛,气体流速2000 cc/m,生长速率20 mm/h。图3. SmB6单晶形貌图和劳厄衍射图。SmB6单晶表面如镜面般光亮,晶体(111)面的劳厄斑体现了很好的三重对称性,佐证了样品的高品质,适用于拓扑性质的精细测量[4]。 总结 综上,Quantum Design新一代高性能激光浮区法单晶炉(LFZ)与传统浮区法单晶生长系统相比,特的激光光路可实现更高功率、更加均匀的能量分布和更加稳定的性能。LFZ将浮区法晶体生长技术推向一个全新的高度,可广泛应用于制备红宝石、SmB6等高熔点材料,Ba2Co2Fe12O22等不一致熔融材料,以及Nd2Mo2O7、SrRuO3等高挥发性材料,为凝聚态物理、化学、半导体、光学等多种学科领域提供了丰富的高品质单晶储备,使得更精细的单晶性质测量和表征成为可能。图4. 新一代高性能激光浮区法单晶炉LFZ外观图(左)和原型机中被五束激光加热的原料棒(右)。 参考文献: [1]. K. Kimura, Y. Otake, T. Kimura, Visualizing rotation and reversal of the Neel vector through antiferromagnetic trichroism. Nat Commun 13, 697 (2022).[2]. M. Hirschberger et al., Robust noncoplanar magnetism in band-filling-tuned (Nd1−xCax)2Mo2O7. Physical Review B 104, (2021).[3]. N. Kumar, S. N. Guin, K. Manna, C. Shekhar, C. Felser, Topological Quantum Materials from the Viewpoint of Chemistry. Chem Rev 121, 2780-2815 (2021).[4]. Y. Kaneko, Y. Tokura, Floating zone furnace equipped with a high power laser of 1 kW composed of five smart beams. Journal of Crystal Growth 533, 125435 (2020).
  • 新一代高功率激光浮区法单晶炉助力哈尔滨工业大学 极端材料晶体生长实验及相关研究
    Quantum Design公司近期推出了激光浮区法单晶生长系统,该系统传承日本理化研究所(RIKEN,CEMS)的先进设计理念,具有更高功率、更均匀的能量分布和更加稳定的性能,其优越的技术性能将助力同行学者和专家的晶体生长工作!浮区法单晶生长技术因其在晶体生长过程中具有无需坩埚、样品腔压力可控、生长状态便于实时观察等诸多优点,目前已被公认为是获取高质量、大尺寸单晶的重要手段之一。激光浮区法单晶生长系统可广泛应用于凝聚态物理、化学、半导体、光学等多种学科领域相关单晶材料制备,尤其适合端材料(诸如:高饱和蒸汽压、高熔点材料及高热导率材料等),以及常规浮区法单晶炉难以胜任的单晶生长工作!跟传统的激光浮区法单晶生长系统相比,Quantum Design公司推出的新一代激光浮区法单晶炉系统具有以下技术优势:■ 功率更高,能量密度更大,加热效率更高■ 采用技术五路激光设计,确保熔区能量分布更加均匀■ 更加科学的激光光斑优化方案,有助于降低晶体生长过程中的热应力■ 采用了特的实时温度集成控制系统新一代激光浮区法单晶炉系统主要技术参数:加热控制激光束 5束激光功率 2KW熔区高温 ~3000℃*测温范围 900℃~3500℃温度稳定性 +/-1℃晶体生长控制大位移距离 150mm*晶体生长大直径 8mm*晶体生长大速度/转速 300 mm/hour 100rpm晶体生长监控 高清摄像头晶体生长控制 PC控制其它 占地面积 D140 xW210 x H200 (cm)* 具体取决于材料及实验条件哈尔滨工业大学科学工程专项建设指挥部暨空间基础科学研究中心致力于各种高熔点、易挥发的超导、磁性、铁电、热电等材料的单晶生长实验及相关物性研究,近日,我司再次同院校哈尔滨工业大学合作,顺利完成新一代高功率激光浮区法单晶炉设备采购订单,推动单晶生长工作迈向更高的台阶,我们也将一如既往,秉承精益求精的研发、设计和加工理念,为用户提供优质的技术和服务,助力用户科研事业更上一层楼!RIKEN(CEMS)设计的五束激光发生器原型机实物图 采用新一代激光浮区法单晶炉系统生长出的部分单晶体应用案例: Sr2RuO4 SmB6 Ba2Co2Fe12O22Y3Fe5O12 * 以上单晶图片由 Dr. Y. Kaneko (RIKEN CEMS) 提供
  • 新一代高性能激光浮区法单晶炉落户天津理工大学功能晶体研究院
    近日,国内套新一代高性能激光浮区法单晶炉-LFZ在天津理工大学晶体研究院顺利完成安装调试。该设备(型号:LFZ-2KW)是由Quantum Design Japan公司传承日本理化研究所(RIKEN,CEMS)的先进设计理念研发的,具有功率高、能量分布均匀和性能稳定等诸多技术优势,将浮区法晶体生长技术推向一个全新的高度!该设备可广泛用于凝聚态物理、化学、半导体、光学等多种学科领域相关单晶材料制备,尤其适合高饱和蒸汽压、高熔点材料及高热导率材料等常规浮区法单晶炉难以胜任的单晶生长工作。与传统的激光浮区法单晶生长系统相比,Quantum Design Japan公司推出的新一代高性能激光浮区法单晶炉-LFZ具有以下技术优势:► 功率更高(激光功率2KW)► 采用全新五束激光设计,确保熔区能量分布更加均匀► 更加科学的激光光斑优化方案,可优化晶体生长过程中的温度梯度,进而改善晶体开裂问题► 采用了特的实时温度集成控制系统 天津理工大学功能晶体研究院是在天津理工大学、天津市及同行专家群策群力下成立的,旨在响应创新驱动发展战略,落实“双一 流”建设等重大战略决策,瞄准科技前沿和重大战略需求,同时服务天津区域经济发展而设立。Quantum Design中国非常荣幸将新一代高性能激光浮区法单晶炉安装于该平台,该系统将为用户单位在氧化物光学晶体及各种新材料等诸领域提供相关单晶样品制备支持! 新一代高性能激光浮区法单晶炉-LFZ外观图系统内部结构实物图 参考信息来源:https://yjt.tjut.edu.cn/yjyjj.htm
  • 中国科学院固体物理研究所和南昌大学相继顺利安装德国SciDre高温高压光学浮区法单晶炉(HKZ系列)
    近日,德国SciDre高温高压光学浮区法单晶炉(HKZ系列)分别在中国科学院固体物理研究所和南昌大学顺利完成了安装调试。光学浮区法单晶生长工艺具有无需坩埚、无污染、生长快速、易于实时观察晶体生长状态等诸多优点,有利于缩短晶体的研究周期并加快难以生长晶体的研究进展,非常适合晶体生长研究,近年来备受关注,现已被广泛应用于各种超导材料、介电和磁性材料以及其它各种氧化物及金属间化合物的单晶生长。 图1:现场安装培训 图2:现场安装培训 目前,高熔点、易挥发性材料的浮区法单晶生长是一大棘手问题,德国SciDre公司推出的HKZ系列高温高压光学浮区法单晶炉成功地克服了这一技术难题。HKZ可提供高达3000℃以上的生长温度,晶体生长腔大压力可达300bar。HKZ的诞生进一步优化了光学浮区法单晶炉的生长工艺条件,使得高熔点、易挥发性材料的单晶生长成为了可能。图3:德国SciDre公司HKZ系列高温高压光学浮区法单晶炉德国SciDre公司HKZ系列高温高压光学浮区法单晶炉技术特色:◆ 能够同时实现高压力300bar大气压(选配)和高温度3000℃(选配);◆ 能够分别立控制不同气体的流速和流量,能够实现样品生长的气体定速定量混合反应;◆ 在保持灯泡输出功率恒定的情况下,采用调节光阑(shutter)的方式对熔区进行控温,从而能够有效延长灯泡使用寿命;◆ 能够针对不同温度需求采用不同功率的灯泡,从而对灯泡进行有效利用,大化灯泡使用效率和寿命;◆ 拥有丰富的功能选件可进行选择和拓展,包括熔区红外测温选件、高1×10-5mbar的高真空选件、实现氧含量达10-12PPM的气体除杂选件、对长成的单晶可提供高压氧环境退火装置选件。图4:德国SciDre公司HKZ系列高温高压光学浮区法单晶炉原理示意图 Quantum Design 团队在中国科学院固体物理研究所和南昌大学进行的德国SciDre高温高压光学浮区法单晶炉(HKZ系列)的安装调试工作受到了客户和制造商的一致好评。我们也祝愿广大Quantum Design用户科研顺利!
  • GES四电弧高温单晶生长炉落户中科院物理所材料基因组研究平台(怀柔科学城)
    四电弧高温单晶生长炉是一种近几年新发展起来的高温材料合成设备,非常适合生长化学性质活泼但熔点高(一般在3000℃左右)的金属间化合物,包括含有稀土元素(或金属铀)的二元及四元金属间化合物,例如UGe2、UPt3、V3Si、URu2Si2、RE2Co17、CePd2Al3、REFe10Ti2 、Nd2Fe14B、URhAl、UNiAl和RENi5等合金单晶。四电弧高温单晶系统在晶体生长中的过程如下:先将原料放在旋转的铜坩埚中,之后四个电同时放电形成高温熔化原料,在精密的提拉系统控制下使用Czochralski方法将熔化的原料拉成单晶。中国科学院物理研究所材料基因组研究平台(怀柔科学城)致力于建设成为我国、规模大、手段齐全的先进材料基因组研究平台,以提升我国在新材料研发与制造领域的研究水平,同时支撑我国物质科学领域基础研究与应用基础研究综合实力的跨越式发展。我们Quantum Design 中国子公司非常荣幸将日本GES公司设计和制造的四电弧高温单晶生长炉系统于近日安装于该平台,该系统将为用户单位在非常规超导电性、非费米液体行为及非常规量子临界行为等诸领域的科研工作提供相关单晶样品制备支持!四电弧高温单晶生长炉外观图:四电弧高温单晶生长炉原理示意图:四电弧高温单晶生长炉晶体生长过程实物图:
  • 破纪录!晶科大面积N型单晶硅单结电池转换效率超24%
    近日,全球极具创新力的光伏企业晶科能源(“晶科能源”或者“公司”)大面积N型单晶硅单结电池效率达到24.9%,创造了新的世界纪录。该测试结果已获得德国哈梅林太阳能研究所(ISFH)下属的检测实验室独立认证。图源 晶科能源晶科能源在研发方面投入了巨大的资源,公司硅片、电池和光伏组件等领域的专家专注技术创新突破,致力于为全球客户提供高效和具有竞争力的行业产品,引领行业技术发展。据了解,此次破纪录的太阳能电池采用了高品质、低缺陷直拉N型单晶硅片,通过高激活掺杂、高品质钝化及钝化接触高隧穿传导等多项创新技术及先进材料应用,电池效率得到了进一步突破。作为全球领先的光伏企业,晶科能源研发团队创造一个又一个世界记录,推动中国光伏企业走在全球光伏发展的技术前沿。晶科能源组件CTO金浩表示:“在未来,晶科能源将继续承担行业变革推动者的角色,以不断迭代的技术研发水平来推动光伏产品力的快速提升和光伏行业高质量发展,让实验室的光伏技术快速实现产线量产,更好地承担起碳中和重任。”
  • 德国SciDre高温高压光学浮区法单晶生长炉成功实现高质量大尺寸YbMgGaO4单晶样品制备
    量子自旋液体这一概念一经提出便吸引了众多物理学家的目光,这不仅源于其应用前景,如高温超导机理、量子计算,更因为其背后蕴含复杂深刻的物理。经过四十多年研究,人们已经取得了很多理论方面的成果,提出了多种多样的量子自旋液体的基态。图1 带有中子的蜂巢晶格上的自旋液体的激发过程实验上对量子自旋液体的探索虽然也取得了一些成果。2016年4月,剑桥及其合作机构的研究人员次在一种结构类似石墨烯的二维材料中测量到被称为“马拉约那费米子”的分数化粒子,并且能很好地与Kitaev模型相契合。但是,公认的量子自旋液体存在的实验证据仍然缺乏,一方面是因为量子自旋液体这种新奇的物质态没有类似传统相变所对应的对称性破缺和序参量,另一方面是因为很多量子自旋液体候选材料无法生长高质量大尺度的单晶样品,因此阻碍着人们对量子自旋液体的深入研究,使得量子自旋液体在实验上的实现仍然悬而未决。经过长时间的艰苦摸索,复旦大学赵俊课题组利用新建成的德国SciDre高温高压光学浮区单晶炉成功的生长出了高质量、大尺度的YbMgGaO4单晶样品,这让深入研究该样品的微观性质成为可能。随后赵俊老师课题组与陈钢老师课题组及其合作者利用中子散射技术在量子自旋液体候选材料YbMgGaO4中次观测到了分数化自旋激发----完整的自旋子激发谱,相关研究论文“Evidence for a spinon Fermi surface in a triangular lattice quantum spin liquid candidate”于2016年12月5日在线发表于《自然》(Nature)杂志(DOI: 10.1038/nature20614)。 图2 低温70mK下测得的子自旋激发谱(覆盖了布里渊区大片区域)图3 基于自旋子费米面的粒子-空穴激发计算得到的激发谱这项研究是次在二维三角格子体系中观测到了完整的自旋子激发谱,表明量子自旋液体领域的研究又前进了一大步,同时也为量子自旋液体的研究注入了新的动力。我们期待赵俊教授在接下来的科研工作中取得更多的成就。更多相关产品信息请前往:http://www.instrument.com.cn/netshow/SH100980/
  • 高温高压光学浮区法单晶炉助力镍酸盐Pr4Ni3O8材料取得新进展
    超导材料和性质的研究一直是当前凝聚态物理领域的热点之一,自从上个世纪在铜氧化物或酮酸盐中发现高温超导以来,关于其他类铜氧化物材料及其高温超导电性的研究也从未停止过。由于镍在元素周期表中处于铜的邻近位置,二者在性质上有些共同之处,因此镍氧化物或镍酸盐也常被认为是一种极具潜力的高温超导备选材料。 2019年平面镍酸盐中超导性的发现再次向人们提出了Ni1+化合物和Cu2+铜酸盐两种超导体的电子结构和相关性对比研究问题。近期,Haoxiang Li等人[1]对三层镍酸盐Pr4Ni3O8做了角分辨光电子能谱(ARPES)研究,研究表明Pr4Ni3O8具有类似于空穴掺杂铜酸盐的费米面,二者类似但却又非常不同。具体来说,Pr4Ni3O8费米面的主要部分与双层铜酸盐的主要部分非常相似,但Pr4Ni3O8的费米面还有一个额外的部分可以容纳额外的空穴掺杂。Haoxiang Li等人发现镍酸盐中的电子相关性大约是铜酸盐的两倍,并且几乎与k无关,这表明其起源于局域效应,可能是莫特相互作用;而铜酸盐中的相互作用则不那么局域化。尽管如此,镍酸盐仍然表现出电子散射率中的奇异金属行为。了解这两个强相关超导体家族之间的异同极具挑战性。关于该项工作的更多研究内容可参考文献[1]。Crystal structure and Fermi surface of Pr4Ni3O8 图片引自[1]Comparing electronic correlation effects of Pr4Ni3O8 and cuprates 图片引自[1] Haoxiang Li等人在该项研究中所用的Pr4Ni3O8单晶样品是在德国ScIDre公司的HKZ系列高温高压光学浮区法单晶生长设备中制备获得(O2气氛,140 bar压力)。德国ScIDre公司推出的HKZ系列高温高压光学浮区法单晶炉可实现高达3000℃及以上的生长温度,晶体生长腔压力可达300 bar,可实现10-5 mbar的高真空环境,适用于生长各种超导材料、介电材料、磁性材料、电池材料等各种氧化物及金属间化合物单晶生长。德国ScIDre公司推出的HKZ系列高温高压光学浮区法单晶炉外观图(点击查看设备详情) [1] Electronic structure and correlations in planar trilayer nickelate Pr4Ni3O8 Li H, Hao P, Zhang J, Gordon K, Linn AG, Chen X, Zheng H, Zhou X, Mitchell JF, Dessau DS. Sci. Adv. 9, eade4418 (2023) 13 January 2023 Doi: 10.1126/sciadv.ade4418
  • 650万!布鲁克中标大连理工大学液态金属靶单晶X-射线衍射仪采购项目
    一、项目编号:DUTASD-2022451(招标文件编号:DUTASD-2022451)二、项目名称:大连理工大学液态金属靶单晶X-射线衍射仪采购项目三、中标(成交)信息供应商名称:布鲁克(北京)科技有限公司供应商地址:北京市海淀区西小口路66号中关村东升科技园B-6号楼C座8层中标(成交)金额:650.0000000(万元)四、主要标的信息序号 供应商名称 货物名称 货物品牌 货物型号 货物数量 货物单价(元) 1 布鲁克(北京)科技有限公司 液态金属靶单晶X-射线衍射仪 布鲁克 D8 VENTURE 1 6500000
  • 880万!布鲁克中标上海交通大学单晶X射线衍射仪和小角X射线散射仪采购项目
    一、项目编号:0705-2240JDFCTXDK/15(招标文件编号:0705-2240JDFCTXDK/15)二、项目名称:上海交通大学单晶X射线衍射仪和小角X射线散射仪三、中标(成交)信息供应商名称:布鲁克科学仪器香港有限公司供应商地址:香港九龙湾常悦道九号企业广场1期1座6楼608室中标(成交)金额:880.0000000(万元)四、主要标的信息序号 供应商名称 货物名称 货物品牌 货物型号 货物数量 货物单价(元) 1 布鲁克科学仪器香港有限公司 单晶X射线衍射仪;小角X射线散射仪 德国布鲁克AXS有限公司 D8 VENTURE;Nanostar 1;1 CNY 5,200,000.00;CNY 3,600,000.00
  • 我国科研团队在金刚石单晶领域取得重大突破
    如何让金刚石“听话”,像硅一样实现芯片的基本功能?哈尔滨工业大学与香港城市大学、麻省理工学院等单位合作,在金刚石单晶领域取得重大科研突破,首次通过纳米力学新方法,通过超大均匀的弹性应变调控,从根本上改变金刚石的能带结构,为实现下一代金刚石基微电子芯片提供了一种全新的方法。近日,该研究成果以“微纳金刚石单晶的超大均匀拉伸弹性”为题在线发表于国际著名学术期刊《科学》。该研究为弹性应变工程及单晶金刚石器件的应用提供基础性和颠覆性解决方案,展现了“应变金刚石”在光子学、电子学和量子信息技术中的巨大应用潜力。据哈工大韩杰才院士团队成员、论文作者之一、航天学院朱嘉琦教授介绍,2018年陆洋团队首次报道纳米级金刚石针可具有超大的弹性变形,局部弯曲弹性应变达到9%以上,提供了调节金刚石能带的另一种可能。但上述应变尝试往往局限于小样本体积内,而弯曲导致应变分布不均匀。本次研究在室温下对长度约1微米,宽度约100—300纳米的高质量单晶金刚石桥结构进行精细微加工,并在单轴拉伸载荷下实现了样品整体范围内均匀超大弹性应变。为展示应变金刚石器件概念,团队还加工并实现了微桥金刚石阵列的弹性应变。并进一步通过计算可实现单晶金刚石多达2eV的带隙降低,极其有利于微电子应用。本篇论文共同通讯作者分别为陆洋、李巨、朱嘉琦和Alice Hu。共同第一作者分别为党超群、Jyh-Pin Chou、代兵和Chang-Ti Chou。
  • 年产10万片碳化硅单晶衬底项目在涞源投产
    9月5日上午,河北同光科技发展有限公司年产10万片直径4-6英寸碳化硅单晶衬底项目,在保定市涞源县经济开发区投产,成为保定第三代半导体产业从研发到规模量产的一次成功跨越。碳化硅单晶作为第三代半导体材料的核心代表,处在碳化硅产业链的最前端,是高端芯片产业发展的基础和关键。河北同光晶体有限公司是全省首家能够量产第三代半导体材料碳化硅单晶的战略新兴企业。2020年3月,涞源县人民政府与该公司签署协议,政企共建年产10万片直径4-6英寸碳化硅单晶衬底项目,总投资约9.5亿元、规划占地112.9亩。项目采用国际先进的碳化硅单晶衬底生产技术,布局单晶生长炉600台,购置多线切割机、研磨机等加工设备200余台,建成具有国际先进水平的碳化硅单晶衬底生产线。该公司董事长郑清超介绍,项目从动工到投产用时17个月,满产运行后能够将产能提升3倍,产品将面向5G通讯、智能汽车、智慧电网等领域,满足其芯片需求,预计年销售收入5-10亿元。下一步,同光正谋划建设2000台碳化硅晶体生长炉生长基地和年产60万片碳化硅单晶衬底加工基地,拟总投资40亿元。到2025年末实现满产运营后,预计新增产值40-50亿元,成为全球重要的碳化硅单晶衬底供应商。保定市副市长王建峰表示,保定不仅具有支撑科技成果转化落地的产业优势,还拥有17所驻保高校、354家科技创新平台、23万名专业技术人才等雄厚人才支撑的科技创新优势,是全国创新驱动发展示范市和“科创中国”试点城市。未来将在数字经济、生物经济、绿色经济领域全面发力,重点围绕“医车电数游”、被动式超低能耗建筑和都市型农业等七大重点产业,大力实施“产业强市倍增计划”和“双千工程”,积极推动“北京研发保定转化、雄安创新保定先行”,着力建设创新驱动之城,加快构建京雄保一体化发展新格局,聚力打造京津冀城市群中的现代化品质生活之城。
  • 光智科技成功研制出13N超高纯锗单晶
    近日,安徽光智科技有限公司(以下简称“光智科技”)成功研制出13N(即99.99999999999%)超高纯锗单晶。光智科技依托公司产业优势、技术创新优势和人才资源优势,由博士、硕士及高级工程师等组成了13N超高纯锗单晶关键技术研发团队,通过近五年的努力,成功开发出探测级锗单晶。超高纯锗单晶材料是锗系列产品中最高端、制备技术难度最大的材料,纯度可达13N,是制造高纯锗探测器的核心材料。高纯锗探测器具有能量分辨率好、探测效率高、稳定性强等优点,成为粒子物理、检验检疫、生物医学等领域不可或缺的仪器设备,市场应用前景广阔。探测器级锗单晶性能要求严苛,其生长制备工艺难度极高。中国金属锗的产量全球领先,但在锗深加工领域的技术较为薄弱,因此开展超高纯锗单晶研发是锗产业发展的大势所趋。光智科技参加2021中国光博会,展示优质红外材料光智科技作为全球知名的光电子产品生产供应商,实现了从金属提纯到尖端材料、器件模组、系统制造再到金属回收闭环产业链的布局,典型产品有大直径锗单晶、碲锌镉、闪烁晶体、激光晶体、红外锗窗口、锗镜片、红外镜头、红外模组、辐射探测器、激光器及整机系统。光智科技具备全球化的销售网络,产品远销海内外多个国家和地区。性能出色的红外器件模组目前,光智科技拥有全自动单晶生长炉等先进的研发设备,掌握了超高纯锗单晶制备的关键技术,填补了国内该领域的空白,并已建成具有国际先进水平的超高纯锗生产线,产能达到2吨,可为全球客户供应高质量的13N超高纯锗单晶。未来,光智科技将专注提升核心研发实力的纵深开拓,继续为我国光电子领域填补更多空白,做出更大贡献。
  • Quantum Design中国引进高性能激光浮区法单晶生长系统
    浮区法单晶生长技术在晶体生长过程中具有无需坩埚、样品腔压力可控、生长状态便于实时观察等诸多优点,目前已被公认为是获取高质量、大尺寸单晶的重要手段之一。激光浮区法单晶生长系统可广泛用于凝聚态物理、化学、半导体、光学等多种学科领域相关单晶材料制备,尤其适合高饱和蒸汽压、高熔点材料及高热导率材料等常规浮区法单晶炉难以胜任的单晶生长工作。Quantum Design中国引进的高性能激光浮区法单晶生长系统,传承了日本理化研究所(RIKEN,CEMS)的先进设计理念,具有更高功率、更加均匀的能量分布和更加稳定的性能。 图1:RIKEN(CEMS)设计的五束激光发生器原型机实物图2:RIKEN(CEMS)设计的同源五束激光发生器原型机原理图 与传统的激光浮区法单晶生长系统相比,新一代激光浮区法单晶炉系统具有四项技术优势:● 采用技术五束激光设计,确保熔区能量分布更加均匀;(号:JP2015-58640)● 更加科学的激光光斑优化方案,有助于降低晶体生长过程中的热应力;(号:JP2017-136640, JP2017-179573 )● 采用了特的实时温度集成控制系统。(号:JP2015-78683 ) 采用新一代激光浮区法单晶炉系统生长出的部分单晶体:(图片由 Dr. Y. Kaneko (RIKEN CEMS) 提供)Sr2RuO4Ba2Co2Fe12O22SmB6Y3Fe5O12 新一代激光浮区法单晶炉系统主要技术参数:加热控制激光束源5束同源设计激光功率2KW熔区可实现高温:~3000℃*测温范围900℃~3500℃温度稳定性+/-1℃晶体生长控制晶体生长大设计长度150mm*晶体生长大设计直径8mm*晶体生长大速度/转速200mm/hr 40rpm样品腔真空度/压力10-4torr to 10 bar样品腔气氛O2/Ar/混合气晶体生长监控高清摄像头晶体生长控制PC控制其它占地面积D140 xW210 x H200 (cm)除此之外,Quantum Design还推出了多款光学浮区法单晶炉以满足不同的单晶生长需求。高温光学浮区法单晶炉:采用镀金双面镜以避免四镜加热带来的多温区点、高反射曲面设计,高温度可达2100-2200摄氏度,高效冷却节能设计不需要额外冷却系统,稳定的电源输出保证了灯丝的恒定加热功率。适用于生长高温超导体、介电和磁性材料、金属间化合物、半导体/光子晶体/宝石等。德国SciDre公司的高温高压光学浮区炉:能够提供2200–3000℃以上的生长温度,晶体生长腔可大压力可达300Bar,甚以及10-5mBar的高真空。适用于生长各种超导材料单晶,介电和磁性材料单晶,氧化物及金属间化合物单晶等。Quantum Design中国期望能够给予浮区法晶体生长技术的科研学者更多的支持与帮助!
  • 光学浮区法单晶生长技术在氧化物和金属间化合物材料领域应用进展
    化学性质活泼、高熔点、高压、高质量单晶生长法宝! 新一代高性能激光浮区法单晶炉-LFZ助您实现高饱和蒸汽压、高熔点材料及高热导率材料等常规浮区法单晶炉难以胜任的单晶生长工作。高精度光学浮区法单晶炉-IRF助您实现高温超导体、介电材料、磁性材料、热电材料、金属间化合物、半导体、激光晶体等材料的生长工作。高温高压光学浮区炉助您实现各种超导材料单晶,介电和磁性材料单晶,氧化物及金属间化合物单晶等材料的生长。四电弧高温单晶生长炉助您实现化学性质活跃但熔点高的金属间化合物,包括含有稀土元素(或者金属铀)的二元及四元金属间化合物、合金单晶等材料的生长。高质量单晶生长设备——单晶炉系列1. 高精度光学浮区法单晶炉在休斯勒型镍-锰基合金磁致冷材料领域的应用 休斯勒(Heusler)型的镍-锰基材料自从发现其巨磁热效应以来,在过去的几十年中已成为被广泛研究的热点新型磁致冷材料之一。研究发现,休斯勒型铁磁性材料镍-锰-锡在从高温至低温的变温过程中会发生高温相(铁磁奥氏体相)到低温相(顺磁马氏体相)的转变,且该转变受磁场调制。高对称性的奥氏体相经一结构相变成低对称性的马氏体相,会造成磁有序降低,磁熵增加,这一过程为吸热过程,亦即形成反磁热效应,这也是磁致冷的基本原理。而休斯勒型镍-锰-锡合金材料也因为其成本廉价、无毒、无污染、易于获取、磁热效应显著、相变温度可调等一系列的特点成为一种具应用潜力的室温磁致冷材料。 研究表明,休斯勒型镍-锰-锡合金的单晶材料具有更大的磁效应导致的应变或磁热效应,且具有强烈的各向异性特点,因此研究者希望其单晶或单向织构晶体具有更加优异的磁性能。目前,已有学者采用布里奇曼技术和Czochralski方法制备出了镍-锰-镓和镍-锰-铟材料的单晶材料,但镍-锰-锡合金由于在晶体生长过程中易形成氧化锰,因此其高质量的单晶样品制备具挑战性。上海大学的余金科等人克服了镍-锰-锡合金单晶生长中的氧化锰形成及挥发的难题,采用光学浮区技术成功合成了高质量的镍-锰-锡合金单晶样品。晶体生长过程及样品腔实物图片晶体实物及解理面图片 余金科等人所用的光学浮区法单晶炉为Quantum Design日本公司推出的新一代高精度光学浮区炉单晶炉,文献中报道的相关晶体生长工艺参数为:生长速度6 mm/小时;转速(正、反)15转/分钟,氩气压力7bar。 Quantum Design 日本公司推出的高温光学浮区法单晶炉,采用镀金双面镜、高反射曲面设计,高温度可达2100℃-2200℃,系统采用高效冷却节能设计(不需要额外冷却系统),稳定的电源输出保证了灯丝的恒定加热功率,这对于获得高质量单晶至关重要。浮区炉技术特色:■ 占地空间小,操作简单,易于上手,立支撑设计■ 镀金双面高效反射镜,加热效率更高■ 可实现高温度2150°C■ 稳定的电源■ 内置闭循环冷却系统,无需外部水冷装置■ 采用商业化标准卤素灯 参考信息来源:[1]. Optical Floating-Zone Crystal Growth of Heusler Ni-Mn-Sn Alloy. Yu, Jinke & Ren, Jian & Li, Hongwei & Zheng, Hongxing. (2015). TMS Annual Meeting. 2015. 49-54.[2]. Ni-Mn-Sn(Co)磁制冷薄带材料结构相变及磁性能表征,王戊 硕士论文,上海大学 2. 高精度光学浮区法单晶炉在磁电领域取得重要进展在人类漫长的历史发展长河中,“材料学”贯穿了其整个历程。从人类活动早期开始使用木制工具,到随后的石器、金石并用(此时的金属主要指铜器)、青铜、铁器等各个时代,再到后来的蒸汽、电气、原子、信息时代,每个发展阶段无不伴随着人类对材料的认识和利用。在诸多材料中,铁是人类早认识和使用到的材料之一,早在西周以前我国就已开始将铁用于生产生活中[1];人们在长期的实践中也逐渐认识到相关材料的磁性并将其运用于实践中,司南就是具代表性的发明。这些在不少历史典籍中都有记载,比如:《鬼谷子谋篇十》记载:“故郑人取玉也,载司南之车,为其不惑也。夫度材量能揣情者,亦事之司南也”;《梦溪笔谈》提到:“方家以磁石磨针缝,则能指南”;《论衡》书曰:“司南之杓,投之于地,其柢指南”等等[2]。由此可见,人们对磁性材料的兴趣也算由来已久。 当时代来到21世纪,化学、物理、生物、医学、计算机等各个领域的技术都有了前所未有的突破,先进的生产力也将人类的文明推进智能工业化、信息化时代,随之而来的是人们对材料的更高要求。在诸多材料当中,多铁材料兼具铁磁、铁电特性,二者之间有着特的磁电耦合特性;与此同时,磁场作用下的电化和电场作用下的磁化等性质为未来功能材料探索和发展提供了更为宽广的选择和可能,在存储、传感器、自旋电子、微波器件、器件小型化等领域拥有巨大的潜在价值。2007年的《科学》杂志对未来的热点发展问题进行了报道,其中,多铁材料作为的物理类问题入选[3]。因此,研究并深刻理解磁电耦合和多铁材料背后的机理,有着非常重要的理论价值和实践意义。 近期,哈尔滨工业大学的W.Q.Liu等人对磁电材料Mn4Nb2O9单晶样品进行了深入的研究。研究表明:零磁场测试介电常数时,没有发现介电常数的反常,此时Mn4Nb2O9基态表现为顺电特性;而在磁场条件下,介电常数在Neel温度处发生突变的峰,且随着磁场的增加介电峰也增强,且峰位向低温端偏移,这意味着磁场有抑制反铁磁转变的趋势;高场(H≥4T)下的介电常数-温度依赖关系也跟H2正比关系,由此也表明Mn4Nb2O9是线性磁电材料。更多研究结果可参考文献[4]。以上图片引自文献[4].在该项研究工作中,作者合成Mn4Nb2O9单晶样品所用设备为Quantum Design Japan公司的高精度光学浮区法单晶炉,文章中所用单晶生长参数为:Ar气氛流速4 L/min,生长速度6 mm/h,转速25 rpm。参考信息来源:[1]. https://baijiahao.baidu.com/s?id=1713600818043231130&wfr=spider&for=pc[2]. https://baike.baidu.com/item/%E5%8F%B8%E5%8D%97/3671419?fr=aladdin[3]. https://www.science.org/doi/10.1126/science.318.5858.1848[4]. Wenqiang Liu, Long Li, Lei Tao, Ziyi Liu, Xianjie Wang, Yu Sui, Yang Wang, Evidence of linear magnetoelectric effect in Mn4Nb2O9 single crystal, Journal of Alloys and Compounds,Volume 886,2021,161272,ISSN 0925-8388, https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2021.161272.3. 高温高压光学浮区法单晶炉在外尔半金属材料领域应用案例 1929年,德国科学家外尔(Weyl)解出了无质量粒子的狄拉克方程,相应的无质量粒子被称为外尔费米子。然而直到2015年科研人员才在实验中观察到外尔费米子,被中国科学院物理研究所的研究人员报道,距离外尔费米子概念的提出,足足过去了近90年。2018年科研人员通过性原理计算预言RAlGe(R=Pr,Ce)体系有望成为新的磁性外尔半金属。目前人们对RAlGe(R=Pr,Ce)材料的物理性质研究还比较少,更进一步深入的实验研究需要大尺寸的单晶样品去支持。 H. Hodovanets等人曾用助熔剂方法生长CeAlGe单晶,但由于实验中需要用到SiO2容器,导致用该方法获取的单晶样品中会存在Si杂质,同时伴有CeAlSi相;另外,轻微的Al富集会导致形成不同的晶体结构。这些都大限制了拓扑外尔点的形成。因此,获取化学计量比的单晶样品对于研究材料的物理性质非常重要。Pascal Puphal等人近期的研究工作报道了其分别用助熔剂方法和高温高压浮区法两种晶体生长技术获得的RAlGe(R=Pr,Ce)单晶样品及研究成果。尽管作者为了避免Si的污染,采用了Al2O3坩埚,但终样品中Al的含量偏高问题依然存在,单晶样品表面成分:Ce1.0(2)Al1.3(5)Ge0.7(3)/ Pr1.0(1)Al1.2(2)Ge0.8(2),剥离面成分为:Ce1.0(1)Al1.12(1)Ge0.88(1)/Pr1.0(1)Al1.14(1)Ge0.86(1)。而采用浮区法则生长出了近乎理想化学计量比(1:1:1)的单晶样品,成分分别为:Ce1.02(7)Al1.01(16)Ge0.97(9)和Pr1.08(24)Al0.97(7)Ge0.95(17)。 浮区法得到的晶体的劳厄图片 Pascal Puphal等人所采用的浮区法单晶炉为德国ScIDre公司的HKZ高温高压光学浮区炉,文献中提到的相关实验参数为:5 KW功率的氙灯,晶体生长速度为1 mm/小时,CeAlGe采用30 bar的Ar保护气氛,PrAlGe采用5 bar的Ar保护气氛。德国ScIDre公司推出的高温高压光学浮区法单晶炉高能够提供3000℃的生长温度,晶体生长腔大压力可达300 bar,甚至10-5 mbar的高真空。适用于生长各种超导材料单晶,介电和磁性材料单晶,氧化物及金属间化合物单晶等。ScIDre单晶炉技术特色:► 采用垂直式光路设计► 采用高照度短弧氙灯,多种功率规格可选► 熔区温度:高达3000℃► 熔区压力:10bar/50bar/100bar/150bar/300bar等多种规格可选► 氧气/氩气/氮气/空气/混合气等多种气路可选► 采用光栅控制技术,加热功率从0-100% 连续可调► 样品腔可实现低10-5 mbar真空环境► 丰富的可升选件 参考信息来源:[1]. http://www.iop.cas.cn/xwzx/kydt/201507/t20150720_4395729.html[2]. Single-crystal investigation of the proposed type-II Weyl semimetal CeAlGe, H. Hodovanets, C. J. Eckberg, P. Y. Zavalij, H. Kim, W.-C. Lin, M. Zic, D. J. Campbell, J. S. Higgins, and J. PaglionePhys.Rev. B 98, 245132 (2018).[3]. Bulk single-crystal growth of the theoretically predicted magnetic Weyl semimetals RAlGe (R = Pr, Ce), Pascal Puphal, Charles Mielke, Neeraj Kumar, Y. Soh, Tian Shang, Marisa Medarde,Jonathan S. White, and Ekaterina Pomjakushina, Phys. Rev. Materials 3, 0242044. 高温高压光学浮区法单晶炉在准一维伊辛自旋链材料领域应用进展 低维磁性材料具有非常丰富和奇特的物理性质,且与多铁性和高温超导电性等材料密切相关。对低维磁性材料的物理性质进行研究有助于探索相关奇异现象的根本机制,从而对寻求新的功能材料提供帮助。因此,近年来关于低维磁性材料的研究吸引了科学家们的广泛关注。近日,德国马普固体化学物理研究所的学者A. C. Komarek等人[1,2]在准一维伊辛自旋链材料CoGeO3中发现了非常明显的1/3磁化平台,并通过中子衍射手段详细探究了其微观自旋结构。研究表明,初的零场反铁磁自旋结构的变化,类似于反铁磁“畴壁边界”的形成,从而产生一种具有1/3整数传播矢量的调制磁结构。净磁矩出现在这些“畴壁”上,而所有反铁磁链排列的三分之二仍然可以保留。同时A. C. Komarek等人也提出了一个基于各向异性受挫方形晶格的微观模型来解释其实验结果。更为详细的报道可参考文献相关文献[1,2]。A. C. Komarek等人所用的CoGeO3单晶样品由高压光学浮区法单晶炉(型号:HKZ, 制造商:德国ScIDre公司)制备获得[2],文章中报道的CoGeO3单晶生长参数为:Ar/O2混合气(比例98:2),压力80 bar,生长速度3.6 mm/hour。CoGeO3单晶实物图片 引自[2] 参考信息来源:[1]. Emergent 1/3 magnetization plateaus in pyroxene CoGeO3, H. Guo, L. Zhao, M. Baenitz, X. Fabrèges, A. Gukasov, A. Melendez Sans, D. I. Khomskii, L. H. Tjeng, and A. C. Komarek, Phys. Rev. Research 3, L032037[2]. Single Crystal Growth and Physical Properties of Pyroxene CoGeO3,Zhao, L. Hu, Z. Guo, H. Geibel, C. Lin, H.-J. Chen, C.-T. Khomskii, D. Tjeng, L.H. Komarek, A.C. Crystals 2021, 11, 378.5. 高温高压光学浮区法单晶炉在锂离子电池领域新应用进展 锂离子电池由于具有能量密度高、寿命长、充电快、安全可靠、绿色环保等诸多优异性能,其与当今人民的日常生活已密不可分,在手机、电脑、电动车、电动汽车、航空航天等领域均有广泛的应用。 其中,Li2FeSiO4作为新一代锂离子电池阴材料,由于具有价格低廉、环境友好、安全性好等技术优势,因此在大型动力锂离子电池应用方面具有良好的前景。然而,Li2FeSiO4材料在不同温度具有不同的结构相(∼ 400 °C :Pmn21, , ∼ 700 °C :P121/n1, and ∼ 900 °C :Pmnb),研究其不同结构的电化学性质对于进一步对其进行改性研究尤为重要。 Waldemar Hergetta等人[1]采用高压光学浮区法获得了高温相(Pmnb)Li2FeSiO4单晶,并研究了晶体生长工艺参数对杂相的影响,相关结果已发表在Journal of Crystal Growth。作者所采用的高压光学浮区炉为德国ScIDre公司的HKZ高压光学浮区法单晶炉,文章报道的晶体生长参数为:生长速度10 mm/h,保护气氛Ar(30 bar)。温度梯度分布 引自[1]XRD图谱及晶体实物图片 引自[1]参考信息来源: [1]Waldemar Hergett, Christoph Neef, Hans-Peter Meyer, Rüdiger Klingeler, Challenges in the crystal growth of Li2FeSiO4, Journal of Crystal Growth, Volume 556,2021,125995,ISSN 0022-0248, https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2020.125995.
  • 德国SciDre高温高压光学浮区法单晶生长系统助力超导材料探索及机理研究
    高温铜氧化物的超导电性是凝聚态物理中的一个重要问题。围绕该研究,目前国内外科学家在该领域已经做了大量工作,其中包括研究具有相似结构的替代过渡金属氧化物中的三维电子机制。遗憾的是,在这些类似的化合物中没有一种呈现超导性。 近期,美国阿贡实验室科研人员研究发现低价准二维三层化合物Pr4Ni3O8没有出现La4Ni3O8中的电荷条纹序,取而代之的是从而表现出金属性。X射线吸收光谱表明,金属Pr4Ni3O8在费米能之上的未被占据态具有低自旋构型,具有明显的轨道化和明显的dx2-y2特征,这正是铜氧化物超导体的重要特点。密度泛函理论计算也证实了这一结果,并表明dx2-y2轨道在近Ef能占据态中也占主导地位。因此,Pr4Ni3O8属于空穴掺杂铜氧化物的3d电子机制,它是迄今为止报道的接近铜氧化物超导的类似材料之一,如果可以实现电子掺杂则有望在该体系中实现高温超导性。相关结果发表在Nature Physics(Volume 13, pages 864–869 (2017), DOI: 10.1038/NPHYS4149)。 该项研究工作所用R4Ni3O10 (R=La,Pr)单晶样品由德国SciDre公司推出的HKZ系列高温高压光学浮区法单晶炉成功制备。其中,La4Ni3O10单晶生长采用20bar氧压条件,Pr4Ni3O10单晶生长采用140bar氧压条件,O2流速为0.1L/min;R4Ni3O8单晶样品由R4Ni3O10单晶样品去除O2获得。高温高压光学浮区炉垂直式双镜设计加热区原理图 德国SciDre公司推出的高温高压光学浮区法单晶炉高可实现高达3000℃高温,高压力可达300bar,多种规格可根据用户需求提供选择,该单晶生长系统一经推出便备受国内广大同行青睐!目前中国科学院物理研究所、中国科学院固体物理研究所、北京师范大学、复旦大学、上海大学、南昌大学以及中山大学等众多用户均选择了该设备!
  • 570万!同济大学X射线单晶衍射仪采购项目
    项目编号:3109-234Z20233020(项目编号:Z20230351)项目名称:同济大学X射线单晶衍射仪采购项目预算金额:570.0000000 万元(人民币)最高限价(如有):570.0000000 万元(人民币)采购需求:号产品名称数量简要技术规格1X-射线单晶衍射仪 1套1. 采用全新半导体二维成像技术;2. *功率:Mo光源不小于70W;Cu光源不小于50W;3. 四轴(ω,2θ,?,Kappa)测角仪,包括测角头和准直器;(详见采购需求)合同履行期限:合同签订之日起250个工作日内完成并验收合格交付使用本项目( 不接受 )联合体投标。获取招标文件时间:2023年03月01日 至 2023年03月08日,每天上午9:00至11:00,下午13:00至16:00。(北京时间,法定节假日除外)地点:上海市静安区天目中路380号11楼方式:现场或邮件获取售价:¥500.0 元,本公告包含的招标文件售价总和对本次招标提出询问,请按以下方式联系。1.采购人信息名称:同济大学地址:中国上海四平路1239号联系方式:段老师 86-21-659826702.采购代理机构信息名称:上海政采项目管理有限公司地址:上海市静安区天目中路380号11楼联系方式:戴小军、朱逸元、王静雯、王悦 8621-620912733.项目联系方式项目联系人:戴小军电话:8621-62091273
  • 上海硅酸盐所600mm长BGO大单晶问世
    中国科学院上海硅酸盐研究所中试生产一线成功制备出长度达600mmBGO大单晶。这是迄今为止国际上公开报道的最长BGO单晶。此前,俄罗斯无机化学所曾报道最长BGO单晶400mm。600mm长BGO大单晶  600mmBGO大单晶是上海硅酸盐所正在承担的中国科学院空间科技先导项目,开展了空间暗物质探测器用超长BGO单晶技术攻关工作。  上海硅酸盐研究所中试生产一线科研人员持续开展大尺寸高质量BGO晶体技术攻关工作,先后突破了PET用高质量大尺寸BGO晶体的批量生产技术(1999-2001年)、3英寸和4英寸高质量大单晶(2002-2003年)、截面为120*60mm大单晶(2004年)和长达350-400mm单晶生长技术(2004-2007年),不断满足了国内外市场和我国重要科研工作的需求。  通过十余年的不懈努力,上海硅酸盐所的BGO晶体在尺寸和质量方面已经赶上国际竞争对手的晶体,具较强的国际竞争力,享有较高的国际声誉。
  • 中国科大制备出高效稳定的钙钛矿单晶LED
    近日,中国科学技术大学物理学院、中科院强耦合量子材料物理重点实验室及合肥微尺度物质科学国家研究中心教授肖正国研究组,在制备高效稳定的钙钛矿单晶LED领域取得重要进展。该研究利用空间限制法生长出高质量、大面积、超薄的钙钛矿单晶,并首次制备出亮度超过86,000 cd/m2、寿命达12500 h的钙钛矿单晶LED,向钙钛矿LED应用于人类照明迈出了重要一步。2月27日,相关研究成果以Highly bright and stable single-crystal perovskite light-emitting diodes为题,发表在Nature Photonics上。金属卤化物钙钛矿因发光波长可调、发光半峰宽窄、可低温制备等特性成为新一代LED显示与照明材料。目前,基于多晶薄膜的钙钛矿LED(PeLED)的外量子效率(EQE)已超过20%,可媲美商用有机LED(OLED)。近年来,多数报道的高效率钙钛矿LED器件的寿命在数百到数千小时不等,落后于OLED。离子移动、载流子注入不平衡、运行过程产生的焦耳热等因素均影响器件稳定性。此外,多晶钙钛矿器件中严重的俄歇复合也限制器件亮度。针对上述问题,肖正国课题组利用空间限制法在衬底上原位生长钙钛矿单晶,通过调控生长条件,引入有机胺和聚合物,有效提升了晶体质量,进而制备出高质量的MA0.8FA0.2PbBr3薄单晶【最小厚度仅为1.5 μm、表面粗糙程度小于0.6 nm、内部荧光量子产率(PLQYint)达到90%】。以薄单晶作为发光层制备的钙钛矿单晶LED器件的EQE达到11.2%、亮度超过86,000 cd/m2、寿命达12500 h,初步达到商业化门槛,成为目前稳定性最好的钙钛矿LED器件之一。该工作展示了使用钙钛矿薄单晶作为发光层是解决稳定性问题的可行方案,以及钙钛矿单晶LED在人类照明和显示领域的广阔前景。研究工作得到国家自然科学基金和中国科大的支持。空间限制法生长单晶示意图(a)、单晶的显微镜图(b)、钙钛矿单晶LED的器件结构(c)、钙钛矿单晶LED性能表征(d-f)。
  • 450万!中国药科大学计划采购单晶衍射仪
    一、项目基本情况项目编号:DCHKZB009220194 采购代理机构编号:2240SUMEC/GXGG1221项目名称:中国药科大学单晶衍射仪购置项目预算金额:450.0000000 万元(人民币)采购需求:单晶X射线衍射仪 1套,详见第四章 招标技术规格及要求超过预算金额作无效投标处理合同履行期限:国产货物:合同签订后三个月之内。进口货物:收到信用证7个月内或发货通知后八周内。本项目( 不接受 )联合体投标。二、申请人的资格要求:1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定;2.落实政府采购政策需满足的资格要求:无(本项目不属于专门面向中小企业采购的项目)。3.本项目的特定资格要求:(1)本项目接受进口产品投标。(注:本文件所称进口产品是指通过中国海关报关验放进入中国境内且产自关境外的产品)。(2)供应商必须是所投产品的制造商或代理商,代理商投标须提供制造商的专项授权(本条适用于进口产品);(3)中标后不允许转包、分包;(4)拒绝下述投标人参加本次采购活动的情形:①投标人单位负责人为同一人或者存在直接控股、管理关系的不同投标人,不得参加同一合同项下的政府采购活动。②凡为采购项目提供整体设计、规范编制或者项目管理、监理、检测等服务的投标人,不得再参加本项目的采购活动。③拒绝列入失信被执行人、重大税收违法案件当事人名单、政府采购严重违法失信行为记录名单的投标人参与政府采购活动。采购代理机构在评标时通过“信用中国”网站(www.creditchina.gov.cn)、中国政府采购网(www.ccgp.gov.cn)等渠道查询投标人在采购公告发布之日24时前的信用记录并保存。三、获取招标文件时间:2022年10月31日 至 2022年11月07日,每天上午9:00至11:30,下午14:00至17:30。(北京时间,法定节假日除外)地点:江苏苏美达仪器设备有限公司,南京市长江路198号14楼方式:在线发售,具体要求详见其他补充事宜售价:¥500.0 元,本公告包含的招标文件售价总和四、提交投标文件截止时间、开标时间和地点提交投标文件截止时间:2022年11月22日 09点30分(北京时间)开标时间:2022年11月22日 09点30分(北京时间)地点:江苏省南京市长江路198号苏美达大厦辅楼302五、公告期限自本公告发布之日起5个工作日。六、其他补充事宜1、“申请人的资格要求”中“1.满足《中华人民共和国政府采购法》第二十二条规定;”包括但不限于:(1)具有独立承担民事责任的能力,提供法人或其他组织的营业执照等证明文件,复印件加盖公章;(2)法人代表授权书(原件)及法定代表人、授权代表身份证复印件(如果是法定代表人直接参与投标的可以不提供授权书);(3)具有良好的商业信誉和健全的财务会计制度,提供距开标时间六个月内任意一月份的财务状况报告(至少包括资产负债表和利润表)(法人或者其他组织成立未满三个月的可以不提供),或其银行出具的资信证书(复印件)(开标前六个月内),或其上一年度经审计的财务报告复印件加盖公章;(4)具有履行合同所必需的设备和专业技术能力(根据项目需求提供履行合同所必需的设备和专业技术能力的证明材料或相关加盖公章的承诺函,承诺函自行编写);(5)参加政府采购活动近三年内(成立时间不足三年的、自成立时间起),在经营活动中没有重大违法记录(提供承诺书,格式自拟,重大违法记录是指供应商因违法经营受到刑事处罚或责令停产停业、吊销许可证或者执照、较大数额罚款等行政处罚);(6)有依法缴纳税收的良好记录,提供距开标时间六个月内任意一月份的纳税凭据复印件加盖公章(依法免税的应提供相应文件说明);(7)有依法缴纳社会保障资金的良好记录,提供距开标时间六个月内任意一月份的依法缴纳社会保障资金的凭据复印件加盖公章;2、采购项目需要落实的政府采购情况:本项目执行《政府采购促进中小企业发展管理办法》《关于政府采购支持监狱企业发展有关问题的通知》《关于促进残疾人就业政府采购政策的通知》《关于调整优化节能产品、环境标志产品政府采购执行机制的通知》等政府采购文件。3、在线购买采购文件操作流程如下:(1)用微信关注我司公众号“苏美达仪器”。(2)进入公众号-“商业会”-“在线购标”。(3)输入在本项目的项目编号(例:1221),点击查询。添加您所要购买的采购文件到购物车,输入购买单位、领购人信息以及发票信息,提交订单并确认微信支付即可,经确认信息无误后采购文件电子版将发送至领购人邮箱。注意事项:①请确保领购人邮箱真实准确无误,采购文件电子版将发送至该邮箱;②请准确并完整填写开票信息,非采购代理机构或平台原因,采购文件发票一经开具不予退换。七、对本次招标提出询问,请按以下方式联系。1.采购人信息名 称:中国药科大学     地址:南京市江宁区龙眠大道639号        联系方式:陆老师 025-86185029       2.采购代理机构信息名 称:江苏苏美达仪器设备有限公司            地 址:南京市长江路198号            联系方式:李婧怡025-84532580,技术咨询:谭一凡 025-84532547 黄丹025-84531274           3.项目联系方式项目联系人:黄丹电话:025-84531274
  • 上海微系统所成功开发柔性单晶硅太阳电池技术
    早在上世纪五十年代,美国贝尔实验室的研究者就发明了单晶硅太阳电池,利用单晶硅晶圆实现了太阳光能转换成电能的突破,并成功用于人造卫星,当时的光电转换效率仅有5%左右。近几年,研究人员通过材料结构工程和高端设备开发的协同创新,将单晶硅太阳电池的光电转换效率提高到26.8%,接近理论极限29.4%,制造成本和综合发电成本大幅度下降,在我国大部分地区达到平价上网。同时,单晶硅太阳电池在光伏市场的占有率也上升到95%以上。除了常规太阳电池在地面光伏电站和分布式光伏的大规模应用以外,柔性太阳电池在可穿戴电子、移动通讯、车载移动能源、光伏建筑一体化、航空航天等领域也具有巨大的发展空间,然而目前尚未开发出商用的高效、轻质、大面积、低成本柔性太阳电池满足该领域的应用需求。中国科学院上海微系统与信息技术研究所的研究团队通过高速相机观察发现,单晶硅太阳电池在弯曲应力作用下的断裂总是从单晶硅片边缘处的“V”字型沟槽开始萌生裂痕,该区域被定义为硅片的“力学短板”。根据这一现象,研究团队创新地开发了边缘圆滑处理技术,将硅片边缘的表面和侧面尖锐的“V”字型沟槽处理成平滑的“U”字型沟槽,改变介观尺度上的结构对称性,结合有限元分析、动态应力载荷下的分子动力学模拟和球差透射电子显微镜的残余应力分析,发现单晶硅的“脆性”断裂行为转变成“弹塑性”二次剪切带断裂行为。同时,由于圆滑处理只限于硅片边缘区域,不影响硅片表面和背面对光的吸收能力,从而保持了太阳电池的光电转换效率不变。该结构设计方案可以显著提升硅片的“柔韧性”,60微米厚度的单晶硅太阳电池可以像A4纸一样进行折叠操作,最小弯曲半径达到5毫米以下;也可以进行重复弯曲,弯曲角度超过360度。相关成果于5月24日在《自然》(Nature)杂志发表,并被选为当期的封面文章。论文通讯作者、上海微系统所研究员狄增峰介绍道:“对于具有表面尖锐‘V’字型沟槽的太阳电池硅片断裂行为的认识,启发了研究团队针对硅片边缘区域进行形貌改变,将尖锐‘V’字型沟槽处理成圆滑‘U’字型沟槽,从而让弯曲应变能够有效分散,有效抑制了应变断裂行为,提升了硅片的柔韧性,最终实现了高效、轻质、柔性的单晶硅太阳电池。”论文通讯作者、上海微系统所研究员刘正新介绍道:“由于圆滑策略仅在硅片边缘实施,基本不影响太阳电池的光电转化效率,同时能够显著提升太阳电池的柔性,未来在空间应用、绿色建筑、便携式电源等方面具有广阔的应用前景。”该工作通过简单工艺处理实现了柔性单晶硅太阳电池制造,并在量产线验证了批量生产的可行性,为轻质、柔性单晶硅太阳电池的发展提供了一条可行的技术路线。研究团队开发的大面积柔性光伏组件已经成功应用于临近空间飞行器、建筑光伏一体化和车载光伏等领域。该工作的第一完成单位为中国科学院上海微系统所,第一作者为上海微系统所副研究员刘文柱、长沙理工大学副教授刘玉敬、沙特阿美石油公司博士杨自强和南京师范大学教授徐常清。理论计算与北京航空航天大学副教授丁彬和南京师范大学教授徐常清合作完成。残余应力分析与长沙理工大学教授刘小春和副教授刘玉敬合作完成。高速相机拍摄硅片瞬间断裂过程由阿美石油公司博士杨自强完成。
  • 大尺寸单晶石墨烯制备获突破
    2月28日,《自然—通讯》杂志在线发表了中科院金属所沈阳材料科学国家(联合)实验室成会明、任文才团队在石墨烯制备方面取得的一项新突破,他们通过金属外延生长方法,制备出了具有非常优异场发射效应的毫米级单晶石墨烯及其薄膜。  石墨烯优异的电、光、强度等众多优异性质使其在电子学、自旋电子学、光电子学、太阳能电池、传感器等领域有着重要的潜在应用,但大规模高质量制备技术是制约其进入实际应用的瓶颈之一。  目前制备高质量石墨烯的方法,有胶带剥离法、碳化硅或金属表面外延生长法和化学气相沉积法(CVD),前两种方法效率低,不适于大量制备。而迄今由CVD法制备的石墨烯,一般是由纳米级到微米级尺寸的石墨烯晶畴拼接而成的多晶材料。  对于以金属基体生长的石墨烯,通常以腐蚀金属基体的方法来进行转移,不仅存在金属残存、转移过程破坏石墨烯结构的问题,而且污染环境、成本高、不适合贵金属基体。  成会明等采用贵金属铂生长基体,以低浓度甲烷和高浓度氢气通过常压CVD法,成功制备出了毫米级六边形单晶石墨烯及其构成的石墨烯薄膜。通过该研究组发明的电化学气体插层鼓泡法,可将铂上生长的石墨烯薄膜无损转移到任意基体上。  该方法操作简便、速度快、无污染,并且适于钌、铱等贵金属以及铜、镍等常用金属上生长的石墨烯的转移,金属基体可重复使用,可作为一种低成本、快速转移高质量石墨烯的普适方法。  该方法转移的单晶石墨烯具有很高的质量,将其转移到Si/SiO2基体上制成场效应晶体管,测量显示该单晶石墨烯室温下的载流子迁移率可达7100 cm2 V-1 s-1。  金属基体上大尺寸单晶石墨烯及其薄膜的多次重复生长,为石墨烯基本物性的研究及其在高性能纳电子器件、透明导电薄膜等领域的实际应用奠定了材料基础。
  • 450万!中国药科大学单晶衍射仪购置项目
    项目编号:DCHKZB009220194采购代理机构编号:2240SUMEC/GXGG1221项目名称:中国药科大学单晶衍射仪购置项目预算金额:450.0000000 万元(人民币)采购需求:单晶X射线衍射仪 1套,详见第四章 招标技术规格及要求超过预算金额作无效投标处理合同履行期限:国产货物:合同签订后三个月之内。进口货物:收到信用证7个月内或发货通知后八周内。本项目( 不接受 )联合体投标。
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