新型稀磁半导体Cd1-xMnxIn2Te4的光学和磁学性能

采用垂直Bridgman法制备出了x＝0.1、0.22和0.4的Cd1-xMnxIn2Te4晶体.采用红外透射光谱法研究了晶体的红外光学特性.用超导量子磁强计测量了样品在温度范围5～300K和磁场强度范围0～5T内的磁化强度.在中红外波段透过率曲线变化很小.随着x的增加Cd1-xMnxIn2Te4的光学带隙移向高能端.磁化率倒数χ-1与温度T的关系曲线在高温区服从居里-万斯定律,在低温下x≥0.22时向下偏离该定律.与具有相同Mn2+浓度的Cd1-xMnxTe晶体相比Cd1-xMnxIn2Te4晶体的交换积分常数较小.     

新型稀磁半导体Cd1-xMnxIn2Te4的光学和磁学性能

采用垂直Bridgman法制备出了x＝0.1、0.22和0.4的Cd1-xMnxIn2Te4晶体.采用红外透射光谱法研究了晶体的红外光学特性.用超导量子磁强计测量了样品在温度范围5～300K和磁场强度范围0～5T内的磁化强度.在中红外波段透过率曲线变化很小.随着x的增加Cd1-xMnxIn2Te4的光学带隙移向高能端.磁化率倒数χ-1与温度T的关系曲线在高温区服从居里-万斯定律,在低温下x≥0.22时向下偏离该定律.与具有相同Mn2+浓度的Cd1-xMnxTe晶体相比Cd1-xMnxIn2Te4晶体的交换积分常数较小.     

Pb1-xMnxTe稀磁半导体外延薄膜的光学特性

采用分子束外延(MBE)方法在BaF2(111)衬底上生长了不同Mn组分的Pb1-xMnxTe(0≤x≤0.012)稀磁半导体薄膜.通过波长为3.0~11.0μm中红外透射谱的分析并应用透射光谱上干涉峰峰值的位置计算获得了Pb1-xMnxTe薄膜的折射率,由最小平方根拟合得到折射率的一阶Sellmeier色散关系.在吸收边附近,通过直接跃迁吸收系数与光子能量的关系外推得到其光学带隙.结果表明,在中红外区域其折射率随着Mn含量的增加而减小,其光学带隙则随着Mn含量的增加而增大,在温度T=295K时,随着Mn含量x由0变化到0.012,其光学带隙Eg由0.320eV增加到0.370eV.     

高阻CdZnTe晶体的退火处理

获得高电阻率的、完整性好的 Cd Zn Te晶体是研制高性能的 Cd Zn Teγ射线探测器的关键 .运用热力学关系估算了 Cd1 - x Znx 熔体平衡分压 ,尝试以 Cd1 - x Znx 合金源替代 Cd源进行 Cd0 .8Zn0 .2 Te晶片的热处理 ,研究了退火对 Cd0 .8Zn0 .2 Te晶片质量的影响 .结果表明 :在 10 6 9K下用 Cd0 .8Zn0 .2 合金源 (PZn=0 .12 2e5 Pa和 PCd=1.2 0e5 Pa)对 Cd0 .8Zn0 .2 Te晶片退火 5天以上 ,可提高晶体电阻率一个数量级和晶体红外透过率 10 %以上 ,并可消除或减小晶片中的 Te沉淀 ,同时避免了 Zn的损失 ,改善 Zn的径向分布 .可见 ,采用 Cd1 - x Zn     

高阻CdZnTe晶体的退火处理

获得高电阻率的、完整性好的CdZnTe晶体是研制高性能的CdZnTe γ射线探测器的关键.运用热力学关系估算了Cd1-xZnx熔体平衡分压,尝试以Cd1-xZnx合金源替代Cd源进行Cd0.8Zn0.2Te晶片的热处理,研究了退火对Cd0.8Zn0.2Te晶片质量的影响.结果表明：在1069K下用Cd0.8Zn0.2合金源（PZn=0.122×105Pa和PCd=1.20×105Pa）对Cd0.8Zn0.2Te晶片退火5天以上,可提高晶体电阻率一个数量级和晶体红外透过率10%以上,并可消除或减小晶片中的Te沉淀,同时避免了Zn的损失,改善Zn的径向分布.可见,采用Cd1-xZnx合金源代替Cd源控制进行CZT退火处理优于仅采用Cd源控制的退火处理.     

MnxCd1-xIn2Te4晶体生长及其性能研究

采用ACRT-B法生长了四元稀磁半导体化合物Mn0.1dCd0.9In2dTe4晶体。采用扫描电镜、X射线衍射仪、ISIS能谱仪、Leica定量金相分析仪以及傅里叶变换红外光谱仪研究了晶体中相的结构，形貌、成分及晶片的红外透射光谱。发现晶体生长初始端由于溶质再分配而引起成分偏离配料比，结果出现三种相：α相、β相和β1相，其中α相和β相是在晶体生长过程中形成的，随温度降低，从α相中又析出β1相，当晶体生长到稳定段，完全形成β相，Mn0.1Cd0.9In2Te4晶体从生长初始端到接近稳态区，β1相内规则排列状向不规则排列的近似圆片状发展。禁带宽度为1.2eV的Mn0.1Cd0.9In2Te4在10000～4000cm^-1的近红外波数范围内，其透过率最高达83%，在4000～5000cm^-1的中红外波数范围内透过率为59%～65%。     

富铅配料的PbI2晶体生长与性能表征

以富Pb配料,采用特殊工艺生长出尺寸为Φ10mm×20mm的PbI2晶体.XRD分析结果表明该晶体为2H晶型,P3ml空间群;IR透过率测试结果表明1mm厚的PbI2晶片在400～1000cm-1范围的平均透过率为40%;UV吸收测试结果表明PbI2晶片吸收边为547.6nm,对应能隙为2.27eV.采用上述晶体制备的PbI2探测器在室温下对241Am 59.5keV γ射线敏感,能谱半高宽(FWHM)为26.7keV.     

富铅配料的PbI2晶体生长与性能表征

以富Pb配料,采用特殊工艺生长出尺寸为Φ10mm×20mm的PbI2晶体.XRD分析结果表明该晶体为2H晶型,P3ml空间群;IR透过率测试结果表明1mm厚的PbI2晶片在400～1000cm-1范围的平均透过率为40%;UV吸收测试结果表明PbI2晶片吸收边为547.6nm,对应能隙为2.27eV.采用上述晶体制备的PbI2探测器在室温下对241Am 59.5keV γ射线敏感,能谱半高宽(FWHM)为26.7keV.     

退火对CdZnTe晶体质量的影响

我们用红外透射光谱和X射线双晶衍射等，研究了退火对CdZnTe晶体质量的影响．结果表明，在Cd气氛中，700℃，退火5小时以上，能大量地去除晶片中的Te沉淀，提高其红外透射比；同时，退火也导致了晶片表面的损伤，损伤层为50～130μm．表面结构损伤的原因是，（1）Cd气氛中退火，CdZnTe晶体表面的Zn损失；（2）退火过程中，吸附在沉淀物周围的杂质，尤其是快扩散杂质，将随着沉淀相的消失而迁移到晶体的表面，从而破坏了表面的晶体结构．退火后，磨去损伤层，可将聚集在表面的这些杂质除去，更有利于外延生长或器件制备．     

Cd0.8Mn0.2Te晶体的生长及其性能

通过适当的工艺措施,采用传统布里奇曼法生长了尺寸为φ30mm×120mm的Cd0.8Mn0.2Te晶体.对晶体进行了X射线粉末衍射、X射线双晶摇摆曲线、紫外-可见光光谱、红外透过率及电阻率测试.测试结果表明,晶体结构为立方型,半峰宽较低,吸收边为720nm,对应禁带宽度为1.722eV,晶体的红外透过率和电阻率都较高.并讨论了晶体中的缺陷对红外透过率和电阻率的影响.     

根据红外透过率推断CdZnTe晶片的性能

采用傅里叶变换红外光谱仪测试了性能各异的多个CdZnTe晶片的红外透过率．研究表明，红外透过率的大小可以定性反映CdZnTe晶片的性能：红外透过率越高的晶片，其成分偏离越小，位错密度越低，电阻率越高．根据红外透过率大小随着波数的变化，红外透过率图谱可以分为4种，每一种图谱对应着具有不同性能的CdZnTe晶片，从晶片对红外光的吸收机理出发，对实验结果进行了初步分析。     

掺杂钨酸铅闪烁晶体的闪烁光学性质研究

利用多坩埚温度梯度法生长了PbWO4和BaF2:PbWO4晶体,研究了PbWO4、退火PbWO4和BaF2:PbWO4晶体的透过光谱和X射线激发光谱,结果发现这些光谱性质与晶体的组成和生长工艺密切相关,其中退火的影响较复杂.高温退火的PbWO4晶体的透过光谱在360nm以上波段有较好的透过率,但是在320~360nm波段透过率反而略有降低;380nm以上波段的X射线激发光谱光谱强度较高,320~380nm波段光谱强度却略有降低.掺杂的离子改善了晶体的透过率和X射线激发发光光谱强度.利用晶体的生长工艺和组成与缺陷以及晶体光学性质之间的关系解释了这些现象产生的原因.BaF2:PbWO4掺杂晶体的X射线激发光谱的波形和发光峰强度均发生了很大程度的改变,与F-离子掺杂引发晶体[WO4]2-四面体基团畸变而产生的新的发光中心有关.     

锌离子注入铌酸锂晶体的光谱特性

利用离子注入技术和氧气氛围高温退火制备了不同掺锌剂量的铌酸锂样品,并研究了锌离子浓度以及退火状态对铌酸锂晶体紫外和红外波段特性的影响。紫外波段,锌离子的注入使铌酸锂晶体的吸收边红移,退火后吸收边均与纯铌酸锂晶体的相同,锌离子的注入降低了铌酸锂晶体的透射率;红外波段,纯铌酸锂晶体分别在3486 cm-1、2851 cm-1和2917 cm-1处出现主次吸收峰,掺锌样品的主吸收峰位置与纯铌酸锂晶体相比发生微小的红移,X切向铌酸锂样品有明显的次吸收峰,而退火前Z切向铌酸锂样品的次吸收峰不明显,退火后吸收峰变锐利。锌离子的注入以及退火状态对铌酸锂晶体的透射率有影响,分别增强和减弱X切向和Z切向铌酸锂晶体的透射率。     

基于近红外光谱和系统聚类法的蝗虫识别模型研究

以蝗虫的近红外光谱图作为分析的对象,采用聚类分析方法对蝗虫进行快速的识别研究.结果表明:矢量归一化预处理后的光谱数据经最长距离法进行聚类分析,分类结果正确率为100%.此法可为蝗虫自动侦测系统中识别蝗虫提供一种可靠、简便的手段,盲样检测的准确率可达91.67%.     

二硝基苯甲酸同分异构体的太赫兹与红外光谱特性

利用太赫兹时域光谱系统(THz-TDS)和傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)分别研究了2,4-, 2,5-, 3,4-, 3,5-二硝基苯甲酸的吸收谱.实验结果表明, 4种同分异构体的吸收光谱在红外波段(1 400~1 800 cm-1)表现出相似性, 而在太赫兹波段(0.3~2.2 THz)却存在非常明显的区别.利用密度泛函理论(DFT)对4种物质的吸收频谱进行计算, 并根据计算结果对吸收光谱的相似性和差异性进行解释.太赫兹时域光谱技术为鉴别物质的同分异构体提供了一种可行的手段.     

Hg1-xMnxTe的光学性质研究

根据Hg1-xMnxTe的光学吸收光谱，用Kana模型详细分析了重空穴和导带间的直接跃迁导致的本征光吸收。研究表明当光吸收系数α<103 cm-1时，在导带中没有出现从抛物线色散规律引起的偏离，因而保证了Hg1-xMnxTe带宽的精确确定。     

新型长波红外非线性晶体PbIn6Te10的生长

新型长波红外非线性晶体PbIn6Te10具有透光波段宽(1.3~31μm)、非线性系数大(d11=51 pm/V),双折射适宜(~0.05)等优点,在14~25μm乃至25μm以上波段具有较大应用潜力。文中通过相图分析结合具体实验,筛选出较合适的组分配比,并采用高温单温区法合成多晶,布里奇曼法生长出尺寸φ11 mm×55 mm的单晶棒。对生长的PbIn6Te10晶体进行X射线衍射、摇摆曲线、透过率等测试,结果表明,晶体为三方结构,晶格常格为a=b=1.496 1 nm,c=1.825 7 nm,生长出的单晶结晶性较好,半高宽(FHWM)约0.253°,2.5~25μm波段晶体的平均透过率在50%以上,对应收系数处于0.3~0.6 cm-1之间。     

Hg1—xCdxTe的远红外透射光谱与晶格振动

采用傅里叶变换红外光谱仪，在４．２～３００Ｋ、２０～３５０ｃｍ－１范围测量了Ｈｇ１－ｘＣｄｘＴｅ的远红外透射光谱，研究了剩余射线吸收带两侧样品的吸收行为．除了单声子及双声子模外，还观察到杂质能级和由杂质导致的振动模