β-ga2o3cr单晶体的浮区法生长及光学特性-core.pdfVIP

中国科学 E 辑:技术科学 2007 年 第37 卷 第1 期: 1~6 SCIENCE IN CHINA PRESS β-Ga O :Cr 单晶体的浮区法 2 3 生长及光学特性 ①② ③ ①* ① ④ ① 张俊刚 李 斌 夏长泰 徐 军 邓 群 徐晓东 吴 锋① ④ ④ ①② ① 徐悟生 史宏生 裴广庆 吴永庆 (① 中国科学院上海光学精密机械研究所, 上海 201800; ② 中国科学院研究生院, 北京 100039; ③ 中国科学院上海应用物理研究所, 上海 201800; ④ 通用电气中国研究开发中心有限公司, 上海 201203) 摘要 利用浮区法生长得到β-Ga O :Cr 单晶体. 在室温下测试了β-Ga O :Cr 单 2 3 2 3 晶体的吸收光谱和发射光谱. 通过吸收光谱计算了晶体场分裂系数Dq 和Racah 系 数, 得到 10D /B = 23.14, 表明 Cr3+ 在β-Ga O 晶体中处于较弱的晶体场. q 2 3 β-Ga O :Cr 单晶体经高温退火后 Cr3+ 的发射明显加强, 而绿光的发射减弱. 采用 2 3 420 nm 波长激发, 在 691 nm 可得到强而宽的特征发射, 此发射对应于 Cr3+ 的 4 4 T →A 跃迁. 2 2 关键词 β-Ga O : Cr 浮区法 调谐激光晶体 光谱 2 3 β-Ga O 晶体属于单斜晶系结构(C2/m), 其晶胞参数为 a =12.22 Å, b =3.04 Å, c =5.80 Å, 2 3 β =103.82°, 由[GaO ]八面体构成的双链沿 b 轴方向排列, 链间又以[GaO ]相连接, 这种结构有 6 4 利于自由电子的移动, 形成半导体. 由于其在紫外吸收边的截止波长比其他的透明导电材料 的截止波长短, 可以透过更短的紫外光, 因此β-Ga O 晶体作为一种新型的透明导电材料受到 2 3 了关注; 同时也是优良的 GaN 衬底材料[1] , 但是β-Ga O 材料作为激光晶体的研究并不多[2,3]. 2 3 红宝石和 BeAl O :Cr 都是性能良好的激光晶体, Cr3+在晶体中作激活离子.