摘要：季夏之月，烁玉流金，《人工晶体学报》2025年54卷第8期如约而至。本期刊出6篇综合评述、11篇研究论文，
第8期封面
（本期封面由 福建福晶科技股份有限公司 提供。光热透镜法弱吸收测试仪是基于热透镜效应设计的精密光学检测设备，可实现对晶体、光学元件弱吸收的高灵敏度测量（精度达1 ppm），支持一维/二维吸收扫描、膜层与基体吸收区分测量，并可定制多波长泵浦光源，为新型晶体开发和材料质量管控提供关键技术支撑。福建福晶科技股份有限公司成功牵头定制了《光热透镜法弱吸收率测试仪》团体标准，推动了高端光学检测设备的国产化进程，助力科研与产业突破。 ）
01 综合评述
金属卤化物钙钛矿单晶结构维度调控及其直接型X射线探测性能研究进展
人工晶体学报, 2025,54(8):1305-1329.
作者： 代义之，马琳，张文杰，雷文瑄，肖雯，张俊祺，王文誉，张晋兴，刘渝城
单位： 陕西师范大学材料科学与工程学院
摘要： X射线探测在医疗诊断、安防安检、工业无损探伤和环境监测等重要领域具有广泛的应用。金属卤化物钙钛矿单晶因组分多样、X射线吸收强、载流子迁移率-寿命乘积高、可低温溶液生长等优势，有望用于低成本高性能X射线探测系统开发。本文在详细介绍金属卤化物钙钛矿单晶的结构维度调控及其对X射线探测性能影响的基础上，综述了钙钛矿单晶直接型X射线探测器的最新研究进展。通过对不同结构维度钙钛矿单晶的生长方法、半导体特性、X射线探测性能的详细梳理和分析，揭示了晶体结构维度与光电探测性能之间的内在联系。在此基础上，本文还探讨了当前钙钛矿单晶X射线探测面临的挑战及未来的研究方向，将为进一步设计生长大尺寸高质量钙钛矿单晶和实现稳定高灵敏X射线探测提供理论指导和实践依据。
关键词： 金属卤化物钙钛矿；单晶；结构维度调控；X射线探测
获取PDF全文
辐射探测用金属卤化物钙钛矿单晶闪烁体
人工晶体学报,2025,54(8):1330-1351.
摘要： 闪烁体是一种通过粒子辐射或电离射线辐射激发发光的材料，经过100多年的发展，已广泛应用于高能物理、天体物理、辐射成像、国土安全等领域。现市面上所售闪烁体探测器材料大多为NaI∶Tl、LaBr 3 ∶Ce等离子掺杂型发光闪烁体，有易潮解、自放射性本底、高脆性等缺点，已逐渐不能满足日益复杂的辐射探测应用场景。金属卤化物钙钛矿闪烁材料因结构可调性和化学组分多样性的优势，展现出比传统无机闪烁体更优异的性能。其中金属卤化物钙钛矿单晶具有三维结构长程有序、无晶界、缺陷密度低、环境稳定性好与低成本等特点，在辐射探测领域中展现出更大的优势，成为近年来最具有竞争力的辐射探测发光材料之一。本文从分子结构、材料分类及辐射特性等角度全面总结了金属卤化钙钛矿闪烁单晶及其在辐射探测领域的研究进展，并对其在该领域未来的优化方向进行了展望，旨在使读者综合了解金属卤化物钙钛矿闪烁晶体的辐射特性，为新型闪烁晶体材料选型及结构优化提供新的研究思路。关键词： 金属卤化物钙钛矿单晶；闪烁体；辐射探测；结构种类；光输出；能量分辨率；衰减时间
不同维度金属卤化物钙钛矿单晶的闪烁性能
人工晶体学报,2025,54(8):1352-1368.
2 3 ）由于具有直接和超宽带隙（~4.9 eV）、高击穿电场（~9 MV/cm），以及优异的热稳定性和化学稳定性等优点，广泛应用于高温、高压、高频及日盲紫外光电探测器等领域。从 β -Ga 2 3 2 3 2 3 器件结构不仅具有很大的灵活性，也将极大地降低成本。近年来，虽然 β -Ga 2 3 纳米带场效应晶体管及日盲紫外光电探测器的研究已取得了很大进展，但器件的综合性能依然受限而不能满足商业化的需求，尤其是迁移率较低且响应度低。本文首先介绍了 β -Ga 2 3 2 3 2 关键词： β -Ga 2 3 ；纳米带；场效应晶体管；日盲紫外光电探测器；光电性能02 研究论文
2~3英寸掺镁近化学计量比钽酸锂晶体生长
人工晶体学报,2025,54(8):1396-1402.
作者： 刘首廷，温旭杰，韩文斌，李陈哲，宋伟，崔建钢，宋松，李勇，孙德辉，刘宏
单位： 济南大学，山东省铌酸锂光电集成功能材料重点实验室（筹），前沿交叉科学研究院；中电科技德清华莹电子有限公司；山东大学，晶体材料全国重点实验室
摘要： 掺镁近化学计量比钽酸锂（MgO∶SLT）晶体具有优异的非线性光学特性与高抗光损伤阈值，其紫外透光波段可达270 nm左右，在紫外日盲探测和高功率激光变频领域具有重要应用潜力。然而采用富锂组分原料生长该晶体过程中易发生锂挥发及组分偏析问题，导致晶体生长难度较大。本文通过改进提拉法生长装置，采用高压氮气环境和流动气体方案从富锂组分熔体中成功获得直径2~3英寸（1英寸=2.54 cm）SLT和MgO∶SLT单晶。测试结果表明，SLT晶体的锂钽组分比例约为49∶51，比传统同成分钽酸锂晶体中锂组分含量高。采用同样富锂组分熔体所生长的MgO∶SLT晶体，镁浓度Mg/Ta摩尔比约为1.47%，镁元素的有效分凝系数达1.69。MgO∶SLT晶体在270~800 nm保持65%以上的光学透过率，矫顽场降低至2.8 kV/mm。同时，MgO∶SLT晶体沿Z轴方向的室温热导率达到7.34 W/(m·K)，较传统掺镁同成分钽酸锂晶体提升了约61.7%。
关键词： 掺镁钽酸锂晶体；近化学计量比；晶体生长；紫外日盲区；非线性光学
流动气体环境生长2英寸MgO∶SLT晶体(a)和晶圆片(b)
硒添加量对硒化镉单晶电学和光学性能的影响研究
人工晶体学报,2025,54(8):1403-1409.
摘要： 采用有籽晶的高压布里奇曼法生长出CdSe单晶，并对不同Se添加量的CdSe单晶进行了性能研究。结果表明，添加的Se填充了单晶中的VSe，降低了Cd/Se质量比，并未影响晶体的Raman特征峰。进而对添加Se的CdSe晶体的电学性能、光学性能和夹杂相进行了分析，数据表明，添加的Se填充VSe后，降低了CdSe单晶中的自由载流子浓度，提升了单晶电阻率，减弱了自由载流子对红外光子的吸收，同时添加Se增强了CdSe单晶结构的稳定性，降低了夹杂相密度，二者协同作用，优化了CdSe单晶的电学和光学性能，CdSe单晶呈现出高电阻率，达到10 8 Ω·cm以上，8~12 μm波段红外透过率提升到69%，为其在长波红外固体激光器等领域的应用提供了借鉴意义。关键词： CdSe单晶；添加Se；电阻率；红外透过率；夹杂相密度；电学性能；光学性能
未添加Se和添加Se的CdSe单晶的红外透过率曲线
Fe掺杂GaN晶体低温光致发光谱的偏振及温度依赖性
人工晶体学报,2025,54(8):1410-1416.
摘要： 本文利用低温光致发光光谱研究了Fe掺杂GaN晶体非极性m面的近带边DBE 1-LO、DBE 2e 1-LO、DBE 2-LO、DBE 2e 2-LO、DAP的偏振发光特性，结果表明五个峰均表现为偏振各向异性，且峰强度随着偏振角度的增加而增强，低温下Fe掺杂GaN单晶近带边发光峰均为部分偏振光，并表现出不同的偏振特性。其中激子峰的线偏振度远大于声子伴线，其线偏振度为35.1%，偏振特性显著，其线偏振度分别是一级声子伴线、二级声子伴线的6.22和16.56倍。随着Fe掺杂浓度的增大，Fe 3+ 相关峰位均出现蓝移，峰位受温度影响不大。本研究有助于探究Fe掺杂GaN晶体发光机理并增强其在相关偏振光电器件中的应用。关键词： 氮化镓；光致发光；Fe掺杂；光学性质；偏振特性；掺杂浓度
m 面原子排布示意图，空心为Ga原子，实心为 N原子；(c) m 面的Fe掺杂GaN晶体实物照片；(d) m 面样品XRD图谱
AlN介质层对GaN表面生长金刚石钝化膜的影响研究
人工晶体学报,2025,54(8):1417-1425.
作者： 梁礼峰，郁鑫鑫，李忠辉，刘金龙，李成明，王鑫华，魏俊俊
单位： 南京电子器件研究所，中国电科碳基电子重点实验室；北京科技大学新材料技术研究院；中国科学院微电子研究所，高频高压器件及集成电路研发中心
摘要： GaN表面生长金刚石钝化膜可用于改善器件传热能力，提升器件功率特性及可靠性。在GaN和金刚石层中间的介质层，对于实现高质量的GaN表面金刚石（Diamond-on-GaN）至关重要。本研究采用原子层沉积（ALD）技术在GaN表面预先沉积了10 nm的晶态/非晶态混合的AlN介质层，并通过氧终端金刚石悬浮液在AlN层上实现了高密度静电自组装播种；随后通过优化的微波等离子体化学气相沉积（MPCVD）工艺再生长约120 nm厚的纳米晶金刚石（NCD）薄膜。表面氧终端调控的纳米金刚石悬浮液可以在AlN介质层表面实现高密度播种，结合梯度甲烷的MPCVD金刚石生长工艺，制备出了具有高结晶度、低粗糙度（Ra=15.2 nm）和低残余应力（0.84 GPa）的NCD薄膜。时域热反射（TDTR）测量表明，NCD薄膜的热导率约为123.85 W·m -1 ·K -1 ，GaN与NCD之间的有效界面热阻（TBR eff ）为（9.78±0.27） m 2 ·K·GW -1 。透射电子显微镜（TEM）分析表明，AlN介质层有效保护了GaN免受等离子体刻蚀，并实现了金刚石和GaN之间的光滑界面。本研究表明，采用薄的ALD AlN作为在GaN表面生长金刚石的介质层可以与氧终端金刚石籽晶实现静电自组装，从而提高金刚石形核密度，再通过梯度甲烷金刚石沉积工艺，能够在GaN上沉积出高质量的NCD薄膜并降低金刚石与GaN的界面热阻。关键词： 纳米晶金刚石；GaN；AlN介质层；热导率；界面热阻；原子层沉积；静电自组装播种
纳米金刚石钝化层制备流程示意图
第8期完整目次如下：
/ / 综合评述
[1]代义之, 马琳, 张文杰, 雷文瑄, 肖雯, 张俊祺, 王文誉, 张晋兴, 刘渝城. 金属卤化物钙钛矿单晶结构维度调控及其直接型X射线探测性能研究进展[J]. 人工晶体学报, 2025, 54(8): 1305-1329.
[2]张磊磊, 薛泽旭, 孙炼, 刘阳, 王鲁凯, 王尊刚. 辐射探测用金属卤化物钙钛矿单晶闪烁体[J]. 人工晶体学报, 2025, 54(8): 1330-1351.
[3]李晓旭, 石蔡语, 沈磊, 曾光, 李晓茜, 陈宇畅, 卢红亮. β -Ga 2 3 纳米带场效应晶体管及日盲紫外光电探测器研究进展[J]. 人工晶体学报, 2025, 54(8): 1352-1368.[4]王斌, 王晓莉, 侯越云, 刘娇, 刘珊. 紫外氟化钙晶体的生长技术[J]. 人工晶体学报, 2025, 54(8): 1369-1378.
[5]朱雨革, 程栩逸, 高湉. 高压调控锰酸盐晶体磁热效应的研究进展[J]. 人工晶体学报, 2025, 54(8): 1379-1387.
[6]何舜宇, 陈旭丹, 俞强, 闫长增. 氮化硼纳米管的制备及应用研究展望[J]. 人工晶体学报, 2025, 54(8): 1388-1395.
/ / 研究论文
[7]刘首廷, 温旭杰, 韩文斌, 李陈哲, 宋伟, 崔建钢, 宋松, 李勇, 孙德辉, 刘宏. 2~3英寸掺镁近化学计量比钽酸锂晶体生长[J]. 人工晶体学报, 2025, 54(8): 1396-1402.
[8]窦瑛, 王英民, 高彦昭, 程红娟. 硒添加量对硒化镉单晶电学和光学性能的影响研究[J]. 人工晶体学报, 2025, 54(8): 1403-1409.
[9]肖捷翔, 杨超普, 王建峰, 张育民, 易觉民, 徐科. Fe掺杂GaN晶体低温光致发光谱的偏振及温度依赖性[J]. 人工晶体学报, 2025, 54(8): 1410-1416.
[10]梁礼峰, 郁鑫鑫, 李忠辉, 刘金龙, 李成明, 王鑫华, 魏俊俊. AlN介质层对GaN表面生长金刚石钝化膜的影响研究[J]. 人工晶体学报, 2025, 54(8): 1417-1425.
[11]王淳, 王坤, 宋相满, 任林, 张浩. 共掺杂 β -Ga 2 [12]刘振华, 刘胜威, 王一心, 单恒升. Al 0.1 Ga 0.9 N电子阻挡层对In 0.26 Ga 0.74 N/GaN多量子阱材料的光学特性影响[J]. 人工晶体学报, 2025, 54(8): 1433-1440.[13]秦纪龙, 李向远, 张璐璐, 刘建新, 李瑞. 非化学计量比氧化钨(WO 3- x )催化甲烷氧化制甲醇反应的第一性原理研究[J]. 人工晶体学报, 2025, 54(8): 1441-1453.
[14]唐洪, 狄嘉慧, 杨平平, 李少猛, 施玉洁, 何占伟, 赵紫薇, 高忙忙. 三段式冷却工艺对Al-30%Si合金法提纯太阳能级多晶硅的影响[J]. 人工晶体学报, 2025, 54(8): 1454-1462.
[15]梁毅农, 张恺欣, 徐娅蓉, 孙赞. 一例铅基配位聚合物的合成、晶体结构及荧光性能研究[J]. 人工晶体学报, 2025, 54(8): 1463-1469.
[16]马忠亮, 段帅毅, 赵玲玲, 鹿桂花, 李玉强, 刘玉学, 杨健. Mn 4+ 4 远红光发射荧光粉的制备及其发光性能[J]. 人工晶体学报, 2025, 54(8): 1470-1477.[17]石玮晔, 刘思翰, 赵书畅, 王帅, 王忠宝, 霍纯青. 降膜式等离子体-芬顿协同体系在KN-R废水处理中的性能与机理探究[J]. 人工晶体学报, 2025, 54(8): 1478-1490.
编辑、排版丨许婉芬
审核丨苏 健
更多精彩论文！！！
PDF免费下载
特别鸣谢
上海东河机电科技有限公司
山东力冠微电子装备有限公司
上海斯年金属材料有限公司
福建福晶科技股份有限公司
三门峡晶聚悦装备有限公司
厦门中芯晶研半导体有限公司
山东晶升电子科技有限公司
北京华林嘉业科技有限公司
沈阳科晶自动化设备有限公司
合肥科晶材料技术有限公司
北京玻璃研究院有限公司
诚邀赐稿，欢迎参与！
《人工晶体学报》主要报道我国在人工合成晶体材料、低维晶态材料、人工微结构材料、生物医药结晶等方面的基础理论、合成与生长、结构与性能表征、器件组装及合成装备制造等方面的研究进展与应用开发成果，同时介绍国内外相关方向的发展动态和学术交流活动等。本刊投稿流程简单方便，审稿速度快，发表周期短，欢迎各位积极来稿！（请各位读者积极配合学报转发此消息到您的学术好友群，谢谢！）来源：云阳好先生做实事