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2026年 第55卷 第1期
刊出日期：2026-01-20

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上一期   

综合评述

被动调Q掺Nd³⁺固体激光器的研究进展

彭张良, 孙贵华, 张庆礼, 王小飞, 罗建乔

2026, 55(1):  1-12.  doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0128

摘要 ( 38 )   HTML ( 2)   PDF (1551KB) ( 17 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

三价钕离子（Nd³⁺）掺杂材料可以提供0.9~1.4 μm等谱域，基于Nd³⁺掺杂发展了大量的激光材料。0.9 μm波段附近通过倍频技术可将激光转换为蓝光，用于显示技术和生物成像；1.06 μm波段附近激光输出属于四能级系统，增益高，易于实现高功率输出，用于工业激光切割及激光手术等；1.4 μm波段附近处于人眼安全带且具有大气传输特性，广泛应用于高精度激光雷达、生物医学应用和精细加工领域。这些红外激光源的研究因各种潜在的应用而在过去几十年中引起了广泛关注。本文详细介绍了掺Nd³⁺激光晶体在氧化物及氟化物基质中的脉冲激光性能，同时分析传统可饱和吸收体和新兴二维可饱和吸收体的非线性光学特性及应用领域，最后总结了被动调Q掺Nd³⁺固体激光器在基质和可饱和吸收体材料及谐振腔的研究现状与发展趋势。相信本文将对被动调Q掺Nd³⁺固体激光器的研究提供更深的了解。

光伏硅片切割技术研究进展

高邦志, 黄天奇, 吴纪清, 杨军, 许晖, 张铭

2026, 55(1):  13-28.  doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0076

摘要 ( 38 )   HTML ( 2)   PDF (4132KB) ( 17 )  

数据和表 | 参考文献 | 相关文章 | 计量指标

以光伏硅片切割技术为研究对象，通过文献查阅和对比分析，详细介绍了外圆切割、内圆切割、多线切割、电火花切割及复合切割等主要类型切割技术，并从切割精度、切割损耗、切割效率等多个维度对比了它们的优缺点。多线切割技术凭借高经济效益、可切割大尺寸硅锭、晶体缺陷深度小等优点，已成为硅片切割加工的主流方式；复合切割技术凭借高切割效率、高自定义性和低损耗等优势，有望成为未来发展趋势。

研究论文

基于多物理场仿真的YIG薄膜液相外延生长工艺优化的研究

吕搏闻, 武珈羽, 张晗旭, 朱森寅, 张伶莉, 张宇民, 王先杰, 宋波

2026, 55(1):  29-36.  doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0150

摘要 ( 74 )   HTML ( 6)   PDF (2513KB) ( 64 )  

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随着光通信技术与光子芯片的发展，钇铁石榴石（YIG）晶体因优异的磁光特性在光通信系统、磁光隔离器等领域展现出广阔的应用前景，液相外延（LPE）法作为YIG薄膜的主要制备方法之一而备受关注。LPE法生长YIG薄膜的核心在于溶质输运过程的精准调控，其中均匀的流场分布和一致的温场环境是保障平稳传质的决定性条件。因此，调控工艺参数，实现平稳的温场和流场，对生长高质量的YIG薄膜具有重要的科学意义。本文基于多物理场仿真的方法，建立了LPE法生长YIG晶体的温度-流动耦合模型，通过数值模拟揭示了坩埚旋转对熔体流动、轴向温度梯度，以及晶体生长速率的影响规律。通过系统的仿真优化，获得了一组较优的工艺参数：将坩埚转速控制在55~60 r/min，可显著抑制流场和温场的扰动，从而维持固-液界面的稳定性，这为YIG晶体的高质量外延生长提供了有利条件。本研究为复杂氧化物晶体的可控生长提供了理论指导和工艺优化的新思路。

TCTA薄膜多晶型结构与晶体生长动力学

姚志远, 阳禹辉, 左彪

2026, 55(1):  37-45.  doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0165

摘要 ( 8 )   HTML ( 0)   PDF (3398KB) ( 4 )  

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4，4'，4''-三（咔唑-9-基）-三苯胺（TCTA）是光电器件中常见的有机半导体材料，其结晶行为对器件的光电特性至关重要。然而，研究人员目前对TCTA多晶型结构及其晶体生长动力学过程尚缺乏深入的认识。本研究利用偏光显微镜（POM）及原子力显微镜（AFM），系统研究了TCTA薄膜中多晶型结构的形成条件及晶体生长动力学。结果表明，TCTA薄膜中存在两种熔点差异显著的晶型结构，但当薄膜厚度小于80 nm时，仅观察到熔点较低的晶型Ⅰ。晶体生长动力学分析表明，低熔点晶型的晶体生长速率更快，活化能更低。本工作深化了对TCTA薄膜结晶行为的理解，为调控其微观结构及其均匀性，进而提升器件性能提供了重要依据。

Yb∶YAP单晶光纤的生长及光谱性能研究

汪晨, 张家玮, 张华利, 周声浪, 刘龙鑫, 姜正元, 张俊, 刘坚, 徐晓东, 徐军

2026, 55(1):  46-51.  doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0175

摘要 ( 16 )   HTML ( 0)   PDF (1566KB) ( 8 )  

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采用微下拉法成功生长了系列不同掺杂浓度Yb∶YAlO₃（Yb∶YAP）单晶光纤。X射线衍射分析证实所得单晶光纤均为正交晶系。在室温下系统测试了样品的吸收光谱、荧光光谱和荧光衰减曲线。2.00%（原子数分数）Yb∶YAP单晶光纤在978 nm处的吸收截面为1.14×10^-20 cm²，在1 000 nm的最大发射截面达1.39×10^-20 cm²，显示出与商用激光二极管泵浦源良好的光谱匹配性。0.25%、0.50%、1.00%、2.00%和5.00%Yb∶YAP单晶光纤中²F_5/2能级荧光寿命分别为587、604、682、705和698 μs。结果表明Yb∶YAP单晶光纤是一种有潜力的超快激光增益介质。

垂直布里奇曼法生长4英寸Fe掺杂（010） β -氧化镓及其性能表征

李明, 叶浩函, 王琤, 沈典宇, 王芸霞, 王嘉君, 夏宁, 张辉, 杨德仁

2026, 55(1):  52-57.  doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0159

摘要 ( 19 )   HTML ( 2)   PDF (1675KB) ( 17 )  

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本文采用自主设计的垂直布里奇曼（VB）晶体生长系统，结合仿真迭代优化温场结构，成功实现了以微凸固液界面与适宜温度梯度生长大尺寸、高质量的Fe掺杂β相半绝缘氧化镓（β-Ga₂O₃）单晶。经加工制备出高质量的4英寸（010）取向半绝缘衬底。对该衬底的结晶质量、表面形貌及电学性能进行系统表征。测试结果表明，衬底无裂纹等宏观缺陷，X射线摇摆曲线半峰全宽（FWHM）均低于50″，显示出优良的结晶质量。表面形貌分析显示，衬底最大表面粗糙度为0.074 nm，局部厚度偏差（LTV）小于3.4 μm，总厚度偏差（TTV）为4.157 μm，翘曲度（Warp）和弯曲度（Bow）分别为5.886和1.103 μm，说明衬底加工质量良好。电学测试表明，衬底平均电阻率达7.9×10¹⁰ Ω·cm，面内不均匀性为7.77%，证明VB法在实现均匀掺杂方面表现优异，具备应用于微波射频（RF）器件的潜力。

Cu⁺或Ag⁺共掺杂LaBr₃∶Ce晶体的生长及性能研究

赵美丽, 宗蕾, 王谦, 李云云, 张春生, 吴云涛

2026, 55(1):  58-67.  doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0156

摘要 ( 34 )   HTML ( 1)   PDF (4047KB) ( 11 )  

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LaBr₃：Ce晶体因高光产额、优异能量分辨率及快衰减时间等优异特性，被公认为是高性能闪烁体的代表，在核辐射探测与医学成像等领域具有重要应用前景。本文采用坩埚下降法成功制备了Cu⁺或Ag⁺共掺杂的LaBr₃∶Ce晶体，并探究了不同Cu⁺或Ag⁺浓度共掺杂对LaBr₃∶Ce晶体发光和闪烁性能的影响。结果表明，在光致发光和X射线激发下，Cu⁺或Ag⁺共掺杂并未改变晶体的发光机制，所有样品在325~425 nm均显示Ce³⁺的5d→4f特征发射。在闪烁性能方面，Cu⁺共掺杂晶体的光产额和能量分辨率与未掺杂样品相当，其中LaBr₃∶Ce，0.2%Cu晶体的能量分辨率为2.8%@662 keV；而Ag⁺共掺杂则导致晶体光产额显著下降，其中LaBr₃∶Ce，0.2%Ag晶体的能量分辨率劣化至4.5%@662 keV。本研究表明Cu⁺或Ag⁺共掺杂策略不能提升LaBr₃∶Ce的闪烁性能，为该体系后续掺杂策略的选择提供了重要实验参考。

热屏结构对直径400 mm直拉单晶硅生长的影响

艾进才, 杨平平, 赵紫薇, 高忙忙

2026, 55(1):  68-76.  doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0133

摘要 ( 48 )   HTML ( 1)   PDF (5162KB) ( 40 )  

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单晶硅是制备半导体的关键材料之一，在降低成本的驱使下，大直径化和快速拉晶技术是直拉法制备单晶硅的发展趋势之一。本文提出了一种双热屏结构，分析了双热屏结构对单晶硅生长过程中的温度场和气体流场、固液界面、单晶硅生长速度、热应力的影响。结果表明，双热屏结构可以对固液界面附近氩气进行导流，消除热屏外侧的氩气涡流，增加晶体的散热，从而提高晶体的生长速率，最大生长速率提高了19.2%；同时，双热屏结构还可以改善固液界面波动，相较于单热屏结构，最大热应力降低了4.266 MPa。因此，双热屏结构具有较好的应用前景。

Y₂O₃对MgAl₂O₄透明陶瓷光学及力学性能的影响

滕蔓, 刘庆辉, 刘鹏, 李镔, 王海丽

2026, 55(1):  77-84.  doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0147

摘要 ( 17 )   HTML ( 2)   PDF (4492KB) ( 14 )  

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镁铝尖晶石（MgAl₂O₄）透明陶瓷具有透光范围广、力学强度高、耐高温等优点，在透明装甲、红外窗口和整流罩等领域具有巨大的应用潜力。但MgAl₂O₄中的氧离子扩散系数比较低，烧结致密化难，在烧结过程中往往需要引入烧结助剂。稀土倍半氧化物在高温下不易挥发，可有效促进MgAl₂O₄陶瓷的致密化。本文以商业MgAl₂O₄粉体为原料，以Y₂O₃为烧结助剂，采用无压预烧结结合热等静压（HIP）的方法，成功制备MgAl₂O₄透明陶瓷，并采用扫描电子显微镜（SEM）、紫外-可见-近红外（UV-Vis-NIR）分光光度计、万能试验机等测试手段对微观结构、光学和力学性能进行表征和分析。结果表明：当掺杂0.020%（质量分数）Y₂O₃的MgAl₂O₄透明陶瓷在1 525 ℃无压预烧结结合1 600 ℃ HIP后，所制得样品透过率最佳，在550和3 000 nm处透过率分别可达84.5%和87.8%，抗弯强度达333.2 MPa；与未掺杂Y₂O₃的样品相比，掺杂0.020%的MgAl₂O₄透明陶瓷的平均晶粒尺寸由8 μm减小到4 μm，抗弯强度提高了9.79%。

两次热压烧结法制备镁铝尖晶石透明陶瓷的研究

雷牧云, 王颖, 凌昊, 王海丽, 李祯, 张立生

2026, 55(1):  85-92.  doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0174

摘要 ( 31 )   HTML ( 0)   PDF (5055KB) ( 19 )  

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本文采用纯度99.999%的镁铝尖晶石粉体，用两次热压烧结法结合热等静压（HIP）工艺制备了镁铝尖晶石透明陶瓷，其中，第一次热压烧结采用热压模具在较低温度下进行，第二次热压烧结去除热压模具在较高温度下进行。SEM观察了粉体和陶瓷样品断面的形貌，测试了陶瓷样品的透过率。可以看出，两次热压烧结法制备的透明陶瓷与常规的热压烧结制备的透明陶瓷相比，样品断面微观形貌略有不同，透过率相当，其在可见到中波红外的大部分波段的透过率均可达到80%以上。研究结果表明，利用二次热压烧结法可以采用较小尺寸的热压模具和热压设备制备出较大尺寸且透过率较高的透明陶瓷。

BST-BZT叠层弛豫铁电陶瓷的制备及其电卡效应研究

薛飞, 田娅晖, 金玲

2026, 55(1):  93-102.  doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0112

摘要 ( 16 )   HTML ( 0)   PDF (5888KB) ( 7 )  

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无铅弛豫铁电基叠层陶瓷是环境友好型电卡固态制冷器件的重要选择之一。本研究采用流延工艺制备了x（Ba_0.65Sr_0.35）TiO₃-（1-x）Ba（Zr_0.2Ti_0.8）O₃（0.8BST-0.2BZT，x=0.8；0.2BST-0.8BZT，x=0.2）陶瓷厚膜生坯，然后采用逐层堆叠工艺构筑了0.8BST-0.2BZT/0.2BST-0.8BZT/0.8BST-0.2BZT叠层陶瓷体系。同时通过传统固相法合成了纯相的0.8BST-0.2BZT和0.2BST-0.8BZT陶瓷作为对比，研究了其微观形貌、介温特性、铁电性与电卡效应。结果表明，叠层陶瓷具有更显著的介电弛豫特性和更大的极化强度差值（P_m-P_r）。采用间接法测得叠层陶瓷在50 kV/cm电场下具有显著的电卡效应（ΔT=0.9 K）和宽工作温区（T_span=50 ℃），并通过直接法在25 kV/cm电场下进一步验证了这一结果，同样观测到较大的电卡效应（ΔT=0.25 K）和大的T_span（>45 ℃）。本文的研究工作表明，所制备的叠层陶瓷具有优异的电卡效应和宽温域适应性，展现了其在电卡应用中的巨大潜力。

全无机钙钛矿铯锡溴的光学性质研究

梁永福, 杨豫萍, 程学瑞

2026, 55(1):  103-110.  doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0154

摘要 ( 42 )   HTML ( 1)   PDF (2672KB) ( 17 )  

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安全环保的锡基钙钛矿材料以稳定、优异的性能正在成为无铅钙钛矿的替代品。本研究聚焦全无机锡基钙钛矿CsSnBr₃的结构-性质关系，通过变温X射线衍射并结合Rietveld精修和热重分析研究了该材料的结构稳定性和在123~673 K的相变行为。CsSnBr₃在298~673 K为Pm\bar{\mathrm{3}}m相，在253 K转变成P4/mbm相，最后在123 K转变成Pnma相。紫外-可见吸收光谱与密度泛函计算共同表明该材料具有1.67 eV的直接带隙，其导带底由Sn-5p和Br-4p轨道构成，价带顶则源于Br-4p轨道。变温荧光光谱表明，CsSnBr₃的荧光强度在113 K增强4倍。该现象可能源于低温下声子散射抑制，使非辐射复合降低。该研究为发展适用于高温条件的高效无铅钙钛矿太阳能电池提供了坚实的热力学基础。

基于新型V₂O₅空穴传输层的钙钛矿太阳能电池性能优化研究

王传坤, 丁熙娅, 刘邦震, 郝艳玲

2026, 55(1):  111-119.  doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0129

摘要 ( 5 )   HTML ( 0)   PDF (4675KB) ( 5 )  

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V₂O₅具有优异的稳定性、光学和电学性能，且价格低廉，能有效提高太阳能电池的光电性能，是一种新型的空穴传输层材料。采用SCAPS-1D模拟软件，设计并构建了一种结构为FTO/ZnO-NR/ CH₃NH₃Pb（I_1-x Cl _x ）₃/V₂O₅/C的钙钛矿太阳能电池。通过对CH₃NH₃Pb（I_1-x Cl _x ）₃材料厚度与带隙的优化调控研究发现，当其厚度为0.8 μm、带隙为1.5 eV时，器件的光电转换效率（PCE）达到最大值26.95%。同时进一步研究了ZnO-NR的掺杂浓度和CH₃NH₃Pb（I_1-x Cl _x ）₃/V₂O₅界面缺陷对器件性能的影响。

锌基配合物的合成及其对水中Fe³⁺的荧光检测性能探索

郭鑫宇, 陈威, 姚威, 高恩军

2026, 55(1):  120-127.  doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0145

摘要 ( 18 )   HTML ( 0)   PDF (2953KB) ( 8 )  

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以硝酸锌、吡嗪-2，3，5，6-四羧酸为原料，采用溶剂热法成功制备了一种新型锌基配合物Zn₂（H₂PZTC）₂·0.08DMSO·4C₂H₇N·2H₂O（配合物1，H₄PZTC=吡嗪-2，3，5，6-四羧酸，C₈O₈N₂H₄， DMSO=二甲基亚砜， C₂H₆SO），并通过单晶X射线衍射、粉末X射线衍射、红外光谱和热重分析对其结构进行了表征。配合物1中的锌离子通过质子化的吡嗪-2，3，5，6-四羧酸形成了两种二级建筑单元，各建筑单元交错排列形成了二维层状结构，并借助氢键弱作用形成三维超分子结构。荧光性能的研究结果表明Fe³⁺与配合物1之间存在竞争吸收，所以配合物1对Fe³⁺表现出良好的荧光猝灭效果和较低的检测限。

剪切应变对Mn掺杂MoS₂电子结构和光学性质影响的理论研究

孔家栩, 林雪玲, 潘凤春

2026, 55(1):  128-141.  doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0185

摘要 ( 5 )   HTML ( 0)   PDF (3828KB) ( 9 )  

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本文运用基于密度泛函理论的CASTEP软件，研究了Mn掺杂单层MoS₂体系的晶体结构、电子结构和光学性质，并系统研究了剪切应变对（Mo，Mn）S₂体系电子结构和光学性质的调控规律。结果表明，Mn掺杂MoS₂形成的替代缺陷中，Mn_Mo缺陷的形成能最小。Mn_Mo缺陷的引入降低了MoS₂的禁带宽度，提高了掺杂体系对可见光区和红外光区光子的吸收能力。由于Mn_Mo诱导的杂质能级的出现，掺杂体系光学吸收谱的吸收边落在红外光区；当施加剪切应变后，掺杂体系的禁带宽度发生变化，从而影响了掺杂体系的光学性质。不同剪切应变下掺杂体系的禁带宽度与晶场劈裂能的大小有关，-4%剪切应变下，Mn原子周围6个S原子形成的三棱柱晶场对Mn-3d电子的作用较小，此时掺杂体系的禁带宽度为0.42 eV，价带顶电子跃迁到导带底对所需要吸收光子的能量最小；-4%剪切应变体系对红外光区光子的吸收能力提升最好，吸收幅度最大；剪切应变的施加，对掺杂体系的复介电函数和反射系数均有影响，施加负剪切应变，有利于掺杂体系复介电函数在低能光区数值的提升，提高掺杂体系中价电子的跃迁概率和光生电子空穴对的分离概率，使掺杂体系的光催化性能得到很大的改善；此外，掺杂体系的光学性质也与Mn_Mo缺陷的掺杂浓度有关，-4%剪切应变下，均匀掺杂4个Mn_Mo的体系在可见光区和红外光区的光学吸收幅度最大，此时对应的Mn_Mo掺杂摩尔分数为5.3%。本文的研究结果可为MoS₂在光学领域的应用提供一种新途径。

二维单层TiCuX₂(X=S, Se, Te)的第一性原理研究

梁志强, 常蓉

2026, 55(1):  142-150.  doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0059

摘要 ( 7 )   HTML ( 1)   PDF (5349KB) ( 8 )  

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为探究二维磁性材料中过渡金属原子数量对磁性的影响，以及寻找具有优良性质的磁性二维材料，本文基于密度泛函理论，借助第一性原理计算软件VASP，对二维单层TiCuX₂（X=S，Se，Te）进行了系统的理论研究。主要计算了三种材料的电子结构、稳定性、磁性、原子交换相互作用、居里温度。形成能和声子谱的计算结果证明了这三种材料的稳定性；电子结构和磁性计算分析表明，除TiCuS₂呈现磁性外，三种材料均表现出铁磁性。此外，基于PBE+U和杂化泛函，也对三种材料进行了更深入的理论研究，发现三种结构磁矩均呈现出1 μB的整数磁矩，并且三种材料均保持磁性。最后，基于海森堡模型，并结合交换相互参数，利用蒙特卡洛方法计算了三种结构的居里温度。

赝电容型MoO₃@MXenes复合材料的增强储锂性能

陈炳淞, 罗祥生, 蔡平雄, 晁会霞

2026, 55(1):  151-160.  doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2025.0144

摘要 ( 5 )   HTML ( 0)   PDF (5363KB) ( 5 )  

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商用石墨较低的理论比容量限制了锂离子电池性能的进一步提升，因此需要开发具有高比容量的锂离子电池负极材料。过渡金属钼氧化物（MoO₃）因高理论比容量和低成本优势而受到广泛关注，但MoO₃在实际应用中存在电子导电性差与反复充放电过程中体积膨胀、结构坍塌等问题，限制了其进一步应用。本文采用热合成策略使MoO₃的前驱体在Ti₃C₂X MXenes纳米片上原位生长MoO₃，构筑MoO₃@MXenes复合材料用于电化学储锂。结果表明，Ti₃C₂X MXenes作为基底提升了MoO₃的电子导电性，抑制了MoO₃在充放电过程中的体积膨胀，增强了MoO₃的赝电容特性、倍率性能和循环稳定性。1.2 mV·s^-1扫速下MoO₃@MXenes复合材料电容贡献率为85.6%，1.0 A·g^-1电流下充放电循环800次后MoO₃@MXenes复合材料仍具有565 mA·h·g^-1的高比容量，当电流密度增加40倍时其比容量保持率为47.5%。本研究研发的MoO₃@MXenes复合材料以赝电容储能为主，电荷转移电阻低，倍率性能和循环稳定性良好，该复合材料的制备方法为钼氧化物电极材料提供了新思路。

富加镓业突破8英寸VB法氧化镓单晶制备技术

2026, 55(1):  161-161.  doi:10.16553/j.cnki.issn1000-985x.2026.1001

摘要 ( 6 )   HTML ( 1)   PDF (1172KB) ( 5 )  

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