已经进行了光致发光压力异质外延的氮化镓薄膜在蓝宝石衬底上的依赖了详细的调查。在蓝宝石和自由站立的氮化镓膜的生长的氮化镓之间的比较，使用激光辅助基板剥离过程中产生的，发现该蓝宝石基板的存在导致的能隙压力系数降低约5％。该结果与本文中介绍的数值模拟。我们建立了自支撑氮化镓构成的线性压力系数是41.4 ±0.2兆电子伏/ GPa时，与该能隙的变形电位是-9.36 ±0.04电子伏特。我们的结果还表明对于氮化镓（B' = 3.5 ）的体积弹性模量的压力导数的一种新的，较低的值。

发光二极管（LED）粗糙化表面提供光提取效率显着改善。通过使用激光剥离技术随后的各向异性蚀刻处理以使表面粗糙， n侧式氮化镓基LED具有六边形“锥状”表面已经制成。 LED输出功率的提高取决于表面的条件。一个最佳表面粗化LED的输出功率显示了两倍至三倍的增幅相比，在考虑表面粗糙化之前的LED。


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氧化锌薄膜沉积在蓝宝石基板上以利用脉冲激光沉积（PLD）法，以调查了薄膜的结构和光学性质的各种厚度。沉积条件对紫外线发射性能进行了优化。结构和光学性能进行了表征与X射线衍射和光致发光（PL） 。在氧化锌膜的厚度导致的结构和光学性质的改善所致。这种增强可能是由于应变在由膜厚度的增加，氧化锌膜和蓝宝石衬底之间的界面下降。

氮掺杂的氧化锌层生长在蓝宝石衬底上通过自由基源分子束外延通过经由射频自由基源同时引入氧气和氮气。反射高能电子衍射和X射线衍射测量结果表明，高氮气/氧气流量比诱导生长双胞胎到氧化锌层。用10％的氮气/氧气的流量比被发现有1×1019厘米^-3的化学氮浓度的氮掺杂氧化锌制成。然而，尽管大的氮结合，观察到诱导延长的缺陷从n型的类型转换为p型的并没有出现。


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高质量的氮化镓薄膜具有表面光滑，无裂纹，可以通过金属有机气相外延（ MOVPE ），使用薄的氮化铝缓冲层生长在蓝宝石衬底上。在缓冲层中最重要的角色被发现的成核位点具有相同的晶体取向的衬底的供应，以及促进的氮化镓的横向生长是由于界面自由能的减少在衬底和外延氮化镓膜之间。

氮化镓和GA1 - xAlxN （ 0 <X ≦ 0.4 ）的蓝宝石衬底上生长了MOVPE薄膜被发现由许多马赛克与晶体不同取向的。由前面的薄氮化铝缓冲层的沉积，在晶粒取向的微小变动，能够大幅度减小，并且薄膜的结晶质量显着提高。两者的厚度和所述氮化铝层的沉积温度被发现是最佳的作为缓冲层来传达所述基板的信息，如晶体取向和放松在此异质外延生长的应变。在氮化铝缓冲层的主要作用被认为是具有相同的取向基板和促进该膜的横向生长，由于薄膜和衬底之间的降低界面自由能成核中心的供给。


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近日，美国陆军研究实验室（ARL）一直专注于透明装甲材料系统，适用于各种应用的开发越来越多的关注。未来作战和非作战环境要求重量轻，威胁可调，多功能，以及实惠的盔甲。目前玻璃/聚碳酸酯技术预期不能满足增加的需求。结果，在过去数年表明，采用透明结晶陶瓷大大提高系统的性能。这些结果加上近期加工制造业的进步振兴中使用透明陶瓷装甲系统的兴趣。该材料目前正在调查在ARL是镁铝尖晶石（镁铝尖晶石）、氮氧化铝尖晶石（阿隆）、单晶蓝宝石（Al2O3）的眼镜、玻璃陶瓷。所研究的聚合物是聚碳酸酯（PC）和聚氨酯（PU）。在这些领域目前的ARL的努力，包括动机采用透明陶瓷，要求，潜在的应用，以及正在进行处理研究的概况进行审查。

蓝宝石单晶的菱形结对行为温度和应力的依赖性进行了研究。标本变形中沿c-轴具有低于1100℃的英斯特朗万能试验机，以避免基底孪晶和滑移位错的压缩。菱面体结的形成可以通过在孪生错位双扭结的成核来解释，而双增长可以在相对低的温度下被视为是由原子扩散在高温下驱动的孪晶的位错运动和机械滑动。活化焓和菱面体结错位激活体积和也孪生位错运动的活化能使用斯米特的经验方程和阿仑尼乌斯方程计算。


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被用于粘合试验用流延法制备含各种化学添加剂多晶氧化铝鱼片。与专用夹具炉导向蓝宝石坯料边缘粘合精确对准，并在热处理过程中施加负荷的组件。这种做法是符合并建立在在前面的边缘粘合研究中使用的方法。粘合的样品的弯曲强度，相比于单片蓝宝石，被用来作为性能度量。附加的粘结运行进行了利用性能最高的圆角组合物中以提供对标本足够数量进行粘合的材料的失效概率的威布尔分析施加的应力的函数。

含有高纯度的氧化铝组合物，3%重量的氧化硅， 0.05重量%的氧化镁，和0.05%重量的钛，生产的最高强度债券。该组合物得到的255兆帕（37 KPSI ）的平均断裂强度为8.2威布尔模量和269兆帕（39 KPSI）的特性强度。这些结果媲美单片的蓝宝石标本而产生的284兆帕（41 KPSI）的平均断裂强度。


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大规模的氮化镓纳米线成功通过溅射在蓝宝石衬底氨化镓/钯薄膜合成。 X-射线衍射，扫描电子显微镜，高分辨率的透射电子显微镜，光致发光和拉曼光谱被用来样品进行表征。结果表明，纳米线是单晶具有六方纤锌矿结构，并具有良好的光学性能。拉曼散射出现变宽和不对称的那些的块状氮化镓，由于其多晶性质比较。此外，氮化镓纳米线的生长机理进行了简要的讨论。

控制和氮化镓纳米线的重现性增长证明了脉冲低压金属有机物化学气相沉积。使用自组装纳米点的镍作为在蓝宝石衬底上的成核点可得的纤锌矿相氮化镓组成的六角形横截面，直径为约100nm，和良好控制的长度的纳米线。纳米线被高度取向并垂直于生长表面。电线具有优良的结构和光学性质，如通过X-射线衍射，阴极发光和拉曼散射测定。 X射线测量表明，纳米线是一个复杂的应变状态下用静压和双轴成分的叠加相一致。


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氧化锌薄膜具有约200的厚度沉积在a面蓝宝石衬底上纳米化学气相沉积（CVD）的方法用混合ZnO-powder/C-powder固体源。这些薄膜用原子力显微镜（AFM） ，扫描电子显微镜（SEM）和光致发光（PL ）光谱。氧化锌薄膜的温度PL的关系的测定表面结构特性及其光学特征之间的相关性进行了研究各种生长条件，如流量氧气喷射气体和生长温度。在室温下，为3.305电子伏特这些电影的库仑相互作用增强吸收力通过光吸收测量确定。

当然调结构，氧化铟（氧化锌） 5片通过在蓝宝石衬底上磁控溅射法外延生长。薄膜的晶体结构和形态特征，其特征在于，利用X射线衍射和电子衍射图案。 In2Zn5O8的强烈c轴方向朝向的膜的沉积是由外延生长具有自缓冲层（SBL）来实现。 In2Zn5O8的厚度约10纳米的薄膜最初沉积为SBL 。该初始膜annealedin原位10-15分钟，大头In2Zn5O8的膜之后将其生长。最后，结晶良好的氧化铟（氧化锌）的薄膜通过在800℃退火得到的膜而得到所合成的膜的电特性有关由它调制的氧化铟（氧化锌）的结构形成机制的讨论。


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基底、棱柱以及菱形平面切取试样并从火焰生长的蓝宝石晶体抛光过程中的热处理范围为1700 °研制精细的表面纹理，这样的表面的显微镜检查显示低角度晶界，位错等晶体缺陷。热蚀刻纹理显然是由三个重叠的过程，即退火，蚀刻，和装饰产生。热腐蚀得到的残余应变能量的高温松弛在低温（类似于在金属冷加工） ，包括引入的证据表明，由骨折，显微压痕，和表面处理过程中的切割和抛光引入。

氧化铝（蓝宝石）的单晶从氧化铅-和的氟化铅氧化钼 - 通量的氟化铅生长，它们从平板（的氟化铅丰富的熔体）变化到等维晶体（氧化铅或三氧化钼丰富的熔体） 。主要生长面为基础，一阶菱面体，和二阶菱形。习惯的变化被解释氟离子染毒和铅离子的吸附表面的基础上。可能的离子种类对晶体生长从这些系统中的熔化和它们的相对重要性进行了讨论。


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已经系统地研究了湿式化学蚀刻和高温氮化上所产生的蓝宝石表面形貌和化学变化的影响。利用硫酸、磷酸和3:1的硫酸的c-平面蓝宝石衬底上蚀刻：磷酸的混合物的温度和蚀刻时间的函数进行了研究，并用氢气蚀刻在1400℃、1100℃和空气退火相比使用氨气和氮气在1100℃的表面氮化，研究如氨气浓度，氮化时间，和表面预处理的函数。原子力显微镜和X-射线光电子光谱法被用来研究的表面形态和化学组成。化学蚀刻后的详细的表面形貌是化学成分和特定的时间和温度的函数。

通过在300℃下进行30分钟的蚀刻在纯硫酸中得到的平滑的自由蓝宝石表面，硫酸蚀刻在更高的温度或更长的时间产生的硫酸铝和硫酸铝的表面上3.17 水结晶沉积的不溶性混合物。磷酸和3:1的硫酸：磷酸的混合物蚀刻蓝宝石优先在缺陷位点，导致在表面上的凹坑的形成。高温蓝宝石氮化导致氮掺入表面。氮化层的氮含量取决于氨气浓度，氮化时间，和表面预处理。蓝宝石与硫酸处理的氮含量和3:1 硫酸：磷酸是大致相同的作为接收的蓝宝石。而空气退火的蓝宝石中的氮含量为〜 1.6倍，然后在作为接收的蓝宝石中的氮含量。


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通过水平定向结晶的气体环境方面的氧化铝熔体降低生长的蓝宝石晶体的光散射中心的形成机理进行了研究。实验规律性此处从那些在形成于蓝宝石晶体（空缺毛孔，气泡等）等常规缺陷观察显著差异。它表明，在晶体宏观≥1毫米）夹杂物的已知的形成机理是不能接受的了。使用散装结晶的模型来描述获得的规律性。

微拉法已经适应直径小至150微米长的纤维，描述了使用这种方法生长的氧化物的共晶材料Al2O3/Y3Al5O12和Al2O3/GdAlO3纤维，它们在高温下具有优异的机械性能。 Al2O3/Y3Al5O12的“中国脚本”的微观结构是稳定的和均匀的，并且随着以同样的方式作为常规的层状共晶体的提拉速度。 Al2O3/GdAlO3的显微组织微细化，但不太稳定和均匀的，特别是在高牵引速率。在低增长率生产的纤维由蓝宝石阶段表现出的自我覆。


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