陈绍华

中国著名设计师信息来源，豆瓣网、新浪网、百度、花瓣网、设计之家。

（1) 陈绍华--中国设计界的李敖。

陈绍华，人名，较常见，较为有名的是中国当代著名平设计师，深圳市平面设计协会常务理事、深圳市室内设计师协会的高级顾问。

也是中国著名平面设计师有个性、最有成就的设计大师之一的陈绍华。

(2) 靳埭强在平面设计界是当之无愧的大师级人物。

他曾获得过300多个设计类的奖项，其中很多是国际平面设计界一流的大奖。

1999年靳埭强因为对设计界的杰出贡献，被授予香港紫荆勋章。

(3)陈幼坚，生于1950年的香港，凭着个人的天分和敏锐的艺术触觉在设计行业打拼了26个年头。

他曾荣获香港乃至国际奖项400多个，在纽约、伦敦、东京等地名声大噪。

1996年，被设计界视为“圣经”的《Graphis》杂志将陈幼坚设计公司选为世界十大最佳设计公司之一，1997年，海报及艺术挂钟被美国旧金山市现代美术博物馆纳为永久收藏品。

但陈幼坚告诉记者，这次“东情西韵”的展览比所获得荣誉更能涵括他的设计特点和艺术追求（4）王粤飞中国的平面设计史我们无法忽略一个人，他见证了这几十年中国平面设计发展。

作为中国最有影响力和最早的设计师之一，1979年毕业于广州美术学院设计系的王粤飞，1987年创办深圳第一家中外合资设计机构深圳嘉美设计有限公司。

平面设计包装设计CIS 王粤飞华人设计师十大设计师深圳设计师著名平面广告书籍一，Making and breaking the grid（如何制作和删除网格）一些平面设计师疯狂地喜爱着运用栅格进行设计，其他设计师则对此不感冒，因为他们认为栅格化的设计使得所有布局看起来大同小异。

即使你是后者，也应该了解平面设计中的网格是怎么一回事，以及如何运用它。

这本书就是教你这些基本知识。

二，The Elements of Graphic Design（译者注：中文书名《平面设计原理》）对于初学者来说，这绝对是一本不可多得的好书，它教会你很多有关平面设计的历史以及基础知识。

陈绍华作品及设计理念陈绍华是一位著名的设计师，他在设计领域有着杰出的成就和独特的设计理念。

他的作品涵盖了建筑、室内设计、家具设计等多个领域，以其简洁、现代和创新的风格而闻名。

在建筑设计方面，陈绍华注重结合建筑与环境的和谐统一。

他的建筑作品常常与自然环境相融合，充分利用自然光线和景观，创造出舒适宜人的空间。

他的设计理念强调人与自然的和谐共生，通过建筑的形式和布局来营造舒适、可持续的生活环境。

在室内设计方面，陈绍华注重功能与美学的结合。

他的室内设计作品简约而不失精致，注重细节和功能性。

他善于利用空间，创造出具有良好流线和实用性的室内布局。

他的设计理念是为人们营造一个舒适、高效的生活和工作空间，同时融入艺术和美学元素，使空间更具品质和个性。

除了建筑和室内设计，陈绍华在家具设计方面也有出色的表现。

他的家具作品简洁、现代，注重实用性和舒适性。

他注重材质的选择和加工工艺，追求家具的品质和持久性。

他的设计理念是创造出既美观又实用的家具，为人们的生活提供舒适和便利。

陈绍华的设计理念主要可以概括为以下几点：1. 和谐统一：注重建筑与环境的和谐统一，创造出与自然环境相融合的建筑空间。

2. 简约现代：以简约、现代的设计风格为主导，追求精致和时尚。

3. 实用性：注重功能性和实用性，为人们提供舒适和便利的生活和工作空间。

4. 细节把控：注重细节和材质的选择，追求内外兼修的设计效果。

5. 引入艺术和美学：在实用性的基础上，注入艺术和美学元素，使设计更具品质和个性。

综上所述，陈绍华作品体现了他独特的设计理念和风格。

他的作品以和谐统一、简约现代、实用性和艺术美感为特点，为人们提供了舒适、高效和美观的建筑、室内和家具设计。

陈绍华以其杰出的设计才华和创新的设计理念，成为当代设计界的重要人物。

第52卷第8期2023年8月人㊀工㊀晶㊀体㊀学㊀报JOURNAL OF SYNTHETIC CRYSTALS Vol.52㊀No.8August,2023Ni 掺杂β-Ga 2O 3单晶的光、电特性研究陈绍华1,穆文祥1,张㊀晋1,董旭阳1,李㊀阳1,贾志泰1,2,陶绪堂1(1.山东大学,新一代半导体材料研究院,晶体材料国家重点实验室,济南㊀250100;2.山东工业技术研究院,济南㊀250100)摘要:本文使用导模(EFG)法生长了Ni 掺杂β-Ga 2O 3单晶,并通过粉末X 射线衍射(PXRD)和劳厄衍射(Laue diffraction)分别验证了其晶体结构和晶体质量㊂进一步通过紫外-可见-近红外透过光谱及红外透过光谱研究了Ni 2+掺杂对β-Ga 2O 3光学特性的影响,发现其(100)面的紫外截止边为252.9nm,对应的光学带隙为4.74eV㊂此外,阴极荧光(CL)光谱测试结果显示,Ni 2+掺杂β-Ga 2O 3单晶在600~800nm 具有宽带近红外发光特性,有望拓宽β-Ga 2O 3单晶材料在宽带近红外方面的应用㊂关键词:氧化镓;宽禁带半导体;光电性能;宽带近红外发光;导模法;Ni 掺杂中图分类号:O734;TQ133.5+1㊀㊀文献标志码:A ㊀㊀文章编号:1000-985X (2023)08-1373-05Optical and Electrical Properties of Ni-Doped β-Ga 2O 3Single CrystalCHEN Shaohua 1,MU Wenxiang 1,ZHANG Jin 1,DONG Xuyang 1,LI Yang 1,JIA Zhitai 1,2,TAO Xutang 1(1.State Key Laboratory of Crystal Materials,Institute of Novel Semiconductors,Shandong University,Jinan 250100,China;2.Shandong Research Institute of Industrial Technology,Jinan 250100,China)Abstract :Ni-doped β-Ga 2O 3single crystals were grown by edge-defined film-fed growth (EFG)method,and the crystal structure and quality were verified by powder X-ray diffraction (PXRD)and Laue diffraction.The effect of Ni 2+doping on optical properties of β-Ga 2O 3was investigated by UV-Vis-NIR transmission spectra and infrared transmission spectra.It is found that the ultraviolet cut-off edge of (100)plane is 252.9nm and corresponding optical bandgap is 4.74eV.Furthermore,the broadband near-infrared luminescent property of Ni-doped β-Ga 2O 3was discovered by cathodoluminescence (CL)spectroscopy in the range from 600nm to 800nm,which is expected to broaden the application of β-Ga 2O 3crystal in broadband near-infrared.Key words :Ga 2O 3;wide-bandgap semiconductor;optical and electrical property;broadband near-infrared luminescent;EFG method;Ni doping ㊀㊀收稿日期:2023-03-01㊀㊀基金项目:国家自然科学基金(52002219,51932004,61975098);广东省重点领域研发计划(2020B010174002);深圳市基础研究计划(JCYJ20210324132014038);111工程2.0(BP2018013)㊀㊀作者简介:陈绍华(1998 ),男,山东省人,硕士研究生㊂E-mail:1072114408@ ㊀㊀通信作者:穆文祥,博士,副教授㊂E-mail:mwx@ 贾志泰,博士,教授㊂E-mail:z.jia@ 0㊀引㊀㊀言作为超宽禁带半导体材料之一,β-Ga 2O 3具有高达4.8eV 的禁带宽度,且具有优秀的击穿场强和电子传导特性,其巴利加优值可达GaN 的4倍㊁SiC 的6倍,受到了广泛的关注㊂优秀的材料特性使其在深紫外光电器件[1]和大功率㊁高耐压㊁低损耗器件[2]等方面具有广阔的应用前景㊂目前,氧化镓的衬底尺寸不断增大,晶体质量不断提高,基于氧化镓制备的功率器件及光电器件的种类越来越丰富,器件性能越来越好㊂β-Ga 2O 3是氧化镓的几种晶相结构中唯一的热力学稳定相,属于单斜晶系中的C 2/m 空间群,其晶格常数a =1.2214nm,b =0.30371nm,c =0.57981nm,a ㊁c 之间的夹角约为103.83ʎ,每个晶胞包含4个Ga 2O 3,氧离子围成四面体和八面体,镓离子位于其中㊂目前,较为主流的生长方式有焰熔法(Verneuil method)㊁光1374㊀研究论文人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第52卷学浮区(optical floating zone,OFZ)法㊁导模(edge-defined film-fed growth,EFG)法㊁垂直布里奇曼(verticalBridgman,VB)法㊁提拉(Czochralski,CZ)法,每个方法都具有自己独特的生长优势㊂导模法可以生长大尺寸㊁高质量的掺杂晶体,目前最大尺寸已经达到6英寸(1英寸=2.54cm)㊂Cr㊁Mn㊁Fe㊁Ni等过渡族金属离子具有丰富的光学性质,被科研工作者大量研究㊂Galazka等[3]发现Cr3+的掺入使β-Ga2O3在290㊁428㊁600nm处出现了3个吸收带,而且其吸收强度随Cr3+掺量的增多而增大;Mu 等[4]发现Ti4+掺杂的β-Ga2O3单晶具有很长的室温荧光寿命;Li等[5]通过对β-Ga2O3单晶掺杂V5+并退火,发现其在2.5eV附近出现超宽的绿光发射波段㊂Ni2+位于卤化物及氧化物的八面体晶格中时,会表现出多激发态参与跃迁过程,并且伴随着上转换发光过程㊂目前已有大量的材料因为Ni2+的掺杂出现了明显的发光带,如Ni2+ʒSLN㊁Ni2+ʒMgGa2O4㊁Ni2+ʒZnSiO3等[6-8]㊂但关于β-Ga2O3的Ni2+掺杂研究工作较少,且主要集中在第一性原理和电学研究[9-10]㊂Ni2+掺杂β-Ga2O3单晶可能具备丰富的光电磁特性,值得深入研究㊂本文使用EFG法生长了Ni掺杂β-Ga2O3单晶,并通过粉末X射线衍射图谱和劳厄衍射图样证明了其良好的晶体结构和结晶质量㊂重点研究了Ni2+的掺入对β-Ga2O3单晶的光学㊁电学特性的影响,通过阴极荧光(CL)光谱首次发现了其宽带近红外发光特性㊂1㊀实㊀㊀验1.1㊀单晶生长本实验使用自主设计的导模炉,加热方式为感应加热,由贵金属铱金构成的坩埚作为感应加热的加热体,并将保温材料放置于加热体及线圈中间㊂坩埚尺寸为ϕ60mmˑ60mm,模具截面尺寸为25mmˑ4mm㊂晶体主面为(100)面,生长方向为<010>㊂本实验的气氛为1%O2㊁70%CO2和29%N2(体积分数),压强为1atm㊂晶体生长使用的原料为5N(99.999%)级Ga2O3及4N(99.99%)级的NiO,通过混料机混合60h,待混料均匀后通过模具压制成型㊂将Ga2O3原料放入铱金坩埚中,以300ħ/h的升温速度使原料升温熔化,其熔体由于毛细作用而上升并在模具表面铺开㊂将功率调整合适后稳定2~3h,将<010>方向的高质量β-Ga2O3籽晶缓慢下降至接触模具表面㊂稳定10~15min后,开始提拉,晶体生长进入收颈阶段㊂收颈5~7mm后,调整拉速和功率,进入放肩阶段㊂待晶体铺满整个模具表面时,此时放肩完成,进入等径生长阶段㊂待等径生长到预期的长度后,调高拉速,提脱晶体,并以100ħ/h的速度缓慢降温,直至整个晶体生长过程结束㊂1.2㊀样品测试使用XᶄPert3Powder&XRK-90原位X射线衍射仪对晶体结构进行粉末X射线衍射(PXRD)测试㊂紫外-可见-近红外(ultraviolet-visible-near-infrared,UV-Vis-NIR)透过光谱使用PermkinElmer公司生产的Lambda950型紫外-可见-近红外分光光度计进行测试㊂测试的波长范围为200~1000nm㊂红外透过光谱使用英国PerkinElmer公司生产的Spectrum100FT-IR光谱仪进行测试㊂测试的波长范围为1250~25000nm㊂使用LC-06劳厄衍射仪进行劳厄衍射测试㊂使用FEI Talos C350光谱仪进行CL光谱测试㊂测试的波长范围为200~800nm㊂使用X SERIES2型电感耦合等离子体质谱仪及710型电感耦合等离子体发射光谱仪进行电感耦合等离子体(inductive coupled plasma,ICP)测试,获得了杂质浓度㊂2㊀结果与讨论2.1㊀物相分析与晶体质量测试通过EFG法生长所获得的Ni掺杂β-Ga2O3晶体样品如图1(a)所示,晶体整体呈黄褐色㊂由表1的ICP测试结果可知,Ni2+实际掺入浓度为0.00645%(质量分数),在β-Ga2O3晶体中的元素浓度为3.04ˑ1018cm-3,掺杂颜色较为均匀㊂对β-Ga2O3晶体进行了PXRD测试,并根据图谱进行晶型鉴定,将所有尖锐的衍射峰的位置与标准β-Ga2O3晶体JCPDS卡(编号41-1103)进行对比㊂测试结果表明,所生长晶体均为β相,无其他杂相存在㊂㊀第8期陈绍华等:Ni 掺杂β-Ga 2O 3单晶的光㊁电特性研究1375㊀对晶体进行了劳厄衍射测试,结果如图2所示㊂β-Ga 2O 3单晶(100)面的劳厄图样斑点具有较高的清晰度,且沿着测试中心呈现较好的对称性,图2(a)㊁(b)不同位置的劳厄衍射结果具有很高的相似度,证明所生长的晶体具备较高的晶体质量㊂而且劳厄衍射斑点无重影现象出现,证明晶体的单晶性较好,内部无多晶存在㊂表1㊀Ni 掺杂β-Ga 2O 3单晶的ICP 测试结果Table 1㊀ICP test result of Ni-doped β-Ga 2O 3single crystalElement In Cu Fe Al Pb Sn Zn Ni Cd Mg Ti Mass fraction /(10-4%)0.50.12.76.40.10.10.764.50.10.10.1Element Sb Ca Si Zr Co Cr K Mn B Bi Mass fraction /(10-4%)0.1 3.711.1 4.80.10.10.50.10.50.1图1㊀Ni 掺杂β-Ga 2O 3单晶生长状态㊂(a)晶体图片;(b)PXRD 图谱Fig.1㊀Growth state of Ni-doped β-Ga 2O 3single crystal.(a)Picture of crystal;(b)PXRD pattern 图2㊀Ni 掺杂β-Ga 2O 3单晶(100)面不同位置的劳厄衍射图样Fig.2㊀Laue diffraction patterns of Ni-doped β-Ga 2O 3single crystal (100)plane at different locations 2.2㊀光电性能室温下0.5mm 厚度的Ni 掺杂β-Ga 2O 3单晶的紫外-可见-近红外透过光谱如图3(a)所示,其紫外截止边为252.9nm㊂如图3(b)所示,由公式(αhν)1/m =A (hν-E g )可以求得Ni 掺杂晶体的光学带隙为4.74eV,其中:α是由光谱学测得的吸收系数,m 的值是1/2,h 是普朗克常数,ν是入射光子的频率,hν是光子能量,A 是常数,E g 是光学带隙㊂本征Ga 2O 3光学带隙约为4.76eV [11],Ni 掺杂后带隙变化较小,超宽禁带特性没有发生改变,且紫外截止边仍处于200~280nm 的日盲波段㊂如图4所示,Ni 掺杂β-Ga 2O 3单晶在红外及近红外波段都保持较高的透过率㊂当Ga 2O 3因为掺杂等原因具有较高的载流子浓度时,其近红外波段会产生强烈的光吸收,表现为该波段透过率明显下降[12]㊂非故意掺杂及半绝缘β-Ga 2O 3单晶红外及近红外波段透过率均在80%左右,而在载流子浓度为1ˑ1019cm -3时,近红外波段的透过率最高点仅约60%[13]㊂通过该现象可以推测Ni 2+的引入并没有赋予β-Ga 2O 3导电特性,晶体为半绝缘,而且载流子浓度的提高使得红外截止边有明显的下降㊂在非故意掺杂晶体中,红外截止边约1376㊀研究论文人工晶体学报㊀㊀㊀㊀㊀㊀第52卷为11μm,而在载流子浓度为2.25ˑ1018cm -3时,红外截止边会降低至4μm 左右[11]㊂Ni 掺杂β-Ga 2O 3单晶的红外截止边大于11μm,推测Ni 2+为深能级受主,捕获了部分自由电子[10]㊂图3㊀Ni 掺杂β-Ga 2O 3单晶的紫外-可见光谱结果㊂(a)透过光谱;(b)(αhν)2和hν的Tauc 图Fig.3㊀Results of Ni-doped β-Ga 2O 3single crystal UV-Vis spectrum.(a)Transmission spectrum;(b)Tauc plot of (αhν)2versusuhν图4㊀Ni 掺杂β-Ga 2O 3单晶的红外透过光谱Fig.4㊀Infrared transmission spectrum of Ni-doped β-Ga 2O 3single crystal 对Ni 掺杂β-Ga 2O 3晶体进行CL 光谱测试,结果如图5所示㊂从图5(a)中可以看出,晶体在240~600nm 的最大峰强位于367.9nm 处,该峰在未掺杂β-Ga 2O 3单晶中同样可以测得[14]㊂从图5(b)中可以看出,在560~800nm 出现了明显的峰,最大峰强出现在695.1nm 处㊂此峰的出现可能是因为Ni 2+具有3d 8的电子构型,作为发光材料的激活剂,进入了β-Ga 2O 3的八面体晶格位点中,取代Ga 3+㊂而Ni 2+一般具有700~800nm 的近红外波段发光是由1T 2g (1S)ң3T 2g (3F)跃迁引起[15]㊂Ni 2+掺杂使得β-Ga 2O 3晶体出现了695.1nm 处的发射峰,使其具有了一定宽带近红外发光特性,为β-Ga 2O 3晶体提供了用于宽带近红外发光器件领域的可能性㊂而且当晶格场不同时,3T 2g ㊁3T 1g ㊁1E g 等能级都会产生一定的蓝移,会明显影响到宽带发射的发射峰峰位,因此Ni 2+还具有红绿光波段范围内波长可调的优点[15]㊂图5㊀Ni 掺杂β-Ga 2O 3单晶的CL 光谱测试结果㊂(a)紫外-可见波段;(b)可见-近红外波段Fig.5㊀CL spectroscopy results of Ni-doped β-Ga 2O 3single crystal.(a)UV-Vis band;(b)Vis-NIR band㊀第8期陈绍华等:Ni掺杂β-Ga2O3单晶的光㊁电特性研究1377㊀3㊀结㊀㊀论本文使用导模法生长了高质量Ni掺杂β-Ga2O3单晶㊂XRD图谱及劳厄衍射图样显示,晶体的结晶质量较高,晶体结构未因为掺杂发生改变㊂晶体的近红外波段未见明显的光吸收,具有半绝缘的电学性能,其光学带隙约为4.74eV,紫外截止边仍在日盲波段内,作为半绝缘衬底可用于制备高温㊁高压㊁大功率器件㊂本研究通过CL光谱发现了Ni掺杂β-Ga2O3单晶在600~800nm波段的宽带近红外发光特性,表明其在宽带近红外领域具有较高的应用前景,为β-Ga2O3器件的丰富化和快速发展提供了参考㊂参考文献[1]㊀NAKAGOMI S,MOMO T,TAKAHASHI S,et al.Deep ultraviolet photodiodes based onβ-Ga2O3/SiC heterojunction[J].Applied PhysicsLetters,2013,103(7):072105.[2]㊀KIM J,OH S,MASTRO M A,et al.Exfoliatedβ-Ga2O3nano-belt field-effect transistors for air-stable high power and high temperatureelectronics[J].Physical Chemistry Chemical Physics:PCCP,2016,18(23):15760-15764.[3]㊀GALAZKA Z,GANSCHOW S,FIEDLER A,et al.Doping of Czochralski-grown bulkβ-Ga2O3single crystals with Cr,Ce and Al[J].Journalof Crystal Growth,2018,486:82-90.[4]㊀MU W X,JIA Z T,CITTADINO G,et al.Ti-dopedβ-Ga2O3:a promising material for ultrafast and tunable lasers[J].Crystal Growth&Design,2018,18(5):3037-3043.[5]㊀LI P K,HAN X L,CHEN D Y,et al.Effect of air annealing on the structural,electrical,and optical properties of V-dopedβ-Ga2O3singlecrystals[J].Journal of Alloys and Compounds,2022,908:164590.[6]㊀SUZUKI T,SENTHIL MURUGAN G,OHISHI Y.Spectroscopic properties of a novel near-infrared tunable laser material NiʒMgGa2O4[J].Journal of Luminescence,2005,113(3/4):265-270.[7]㊀张嗣春,夏海平,王金浩,等.Ni2+掺杂近化学计量比铌酸锂晶体的生长及光谱特性[J].光学学报,2008,28(1):138-142.ZHANG S C,XIA H P,WANG J H,et al.Growth and optical properties of near-stoichiometric Ni2+-doped lithium niobate crystal[J].Acta Optica Sinica,2008,28(1):138-142(in Chinese).[8]㊀张印东.Ni2+掺杂微晶玻璃近红外宽带发光调控研究[D].哈尔滨:哈尔滨工程大学,2020.ZHANG Y D.Study on near-infrared broadband luminescence regulation of Ni2+doped glass-ceramics[D].Harbin:Harbin Engineering University,2020(in Chinese).[9]㊀XIAO W Z,WANG L L,XU L,et al.Electronic structure and magnetic interactions in Ni-dopedβ-Ga2O3from first-principles calculations[J].Scripta Materialia,2009,61(5):477-480.[10]㊀GALAZKA Z,IRMSCHER K,SCHEWSKI R,et al.Czochralski-grown bulkβ-Ga2O3single crystals doped with mono-,di-,tri-,and tetravalentions[J].Journal of Crystal Growth,2020,529:125297.[11]㊀付㊀博.导模法柱状β-Ga2O3单晶生长㊁缺陷及性能研究[D].济南:山东大学,2022.FU B.Study on growth,defects and properties of columnarβ-Ga2O3single crystal by guided mode method[D].Jinan:Shandong University, 2022(in Chinese).[12]㊀FU B,JIAN G Z,MU W X,et al.Crystal growth and design of Sn-dopedβ-Ga2O3:morphology,defect and property studies of cylindrical crystalby EFG[J].Journal of Alloys and Compounds,2022,896:162830.[13]㊀GALAZKA Z,IRMSCHER K,UECKER R,et al.On the bulkβ-Ga2O3single crystals grown by the Czochralski method[J].Journal of CrystalGrowth,2014,404:184-191.[14]㊀穆文祥.β-Ga2O3单晶的生长㊁加工及性能研究[D].济南:山东大学,2018.MU W X.Growth,processing and properties ofβ-Ga2O3single crystal.[D].Jinan:Shandong University,2018(in Chinese). [15]㊀赵㊀靖.3d过渡金属离子(Mn2+,Fe3+,Ni2+)发光的影响因素研究[D].合肥:合肥工业大学,2021.ZHAO J.Study on influence factors of3d transition metal ions(Mn2+,Fe3+,Ni2+)luminescence[D].Hefei:Hefei University of Technology, 2021(in Chinese).。