碲锌镉晶体材料合成技术研究

碲锌镉晶体是研制碲镉汞红外焦平面探测器所需的衬底材料。其制备技术由源材料合成、晶体生长、衬底加工和测试评价四个部分组成。对源材料合成工艺中的放热过程和合成料化学计量比的控制方法进行了研究。通过测量合成反应过程中石英坩埚的温度,计算了合成反应过程的放热速率。用可视监控系统观测了碲锌镉多晶合成反应的动态过程,揭示了影响合成反应速率的因素。在此基础上,用温度梯度法和定向凝固法技术实现了对合成反应速率和合成料化学计量比的有效控制。     

大尺寸碲锌镉基碲镉汞材料分子束外延技术研究

针对高质量、大规模碲镉汞红外焦平面探测器需求的持续增加,本文开展了使用分子束外延方式在50 mm×50 mm(211)B碲锌镉衬底上外延碲镉汞材料技术的研究.通过对碲锌镉衬底改进湿化学腐蚀、碲锌镉衬底预处理、碲锌镉衬底缓冲层生长、碲锌镉基碲镉汞材料工艺开发等方面的研究,开发出了能够稳定获得碲锌镉基碲镉汞材料的工艺.材料...     

碲锌镉晶体定向研究

碲锌镉材料是制备高性能碲镉汞红外焦平面探测器不可或缺的衬底材料.液相外延工艺和分子束外延工艺分别需要使用(111)晶面和(211)晶面碲锌镉衬底制备碲镉汞薄膜材料.低偏角、高精度衬底的选取有利于高质量碲镉汞外延层的获得.介绍了孪晶线快速定向法、使用X射线衍射仪(X-Ray Diffractome-ter,XRD)定向法...     

碲锌镉用于探测γ射线

ＣｄＺｎＴｅ晶体生长所取得的进展,使得人们有可能制备出供γ射线光谱技术使用在室温下工作并具有良好能量分辨率的探测器。     

碲镉汞材料提纯研究

杂质是影响碲镉汞器件性能的重要因素之一.对于碲锌镉衬底晶体和窄禁带碲镉汞材料来说,杂质的影响更加显著.主要论述了碲镉汞材料中常见的杂质类型以及杂质在材料中的作用,并分析了影响器件性能的主要杂质.采用辉光放电质谱法(Glow Discharge Mass Spectrometry,GDMS)测试了材料中的杂质含量,同时通...     

碲锌镉单晶生长技术

1 碲锌镉单晶的用途 红外探测器的量子效率与选用的红外敏感材料密切相关。与锑化铟(InSb)、碲化铅(PbTc)、Ⅲ-Ⅴ族半导体量子阱及氧化物铁电薄膜相比,采用碲镉汞(MCT)材料制备的红外探测器具有很高的量子效率(可达70％)。据有关     

碲锌镉晶体的范性形变研究

从经典的晶体范体形变的理论模型和面心立方闪锌矿结构晶体所具有的滑移特性出发，对碲锌镉晶体经特定化学试剂侵蚀后在（１１１）和（１－↑１－↑１－↑）面上出现的不同形貌蚀坑的形成机理进行了探讨，提出了碲锌镉晶体中存在多系滑移，从而阐明了不同极性面上蚀坑的成因。     

碲锌镉衬底表面在碲镉汞液相外延工艺中的热腐蚀效应

该研究以提高液相外延碲镉汞材料的质量为出发点,研究液相外延生长过程中碲锌镉衬底受到高温汞蒸气影响后的变化情况,并利用光学显微镜、白光干涉仪、能谱仪等分析测试手段对碲锌镉衬底表面进行分析.研究结果表明,液相外延生长过程中,高温汞蒸气对碲锌镉衬底中表面沉淀物尺寸无明显影响,但在衬底表面发现两种类型的腐蚀点,一种是尺寸为25μm左右的较大腐蚀点,分布较均匀;另一种是尺寸为7μm左右的圆形腐蚀点,分布不均匀.衬底经过液相外延薄膜成核生长前的温度变化过程以及高温Hg蒸气的作用,碲锌镉衬底表面形貌呈鱼鳞状,粗糙度增大了50%以上.     

碲锌镉晶体常用腐蚀剂的坑形特性研究

大面积、高质量碲锌镉单晶是制备碲镉汞红外焦平面器件的理想衬底材料,而腐蚀法是常用的揭示碲锌镉晶体缺陷和评价晶体质量的方法之一。对碲锌镉晶体常用的Nakagawa、Everson、EAg1和EAg2四种腐蚀剂在碲锌镉材料（111）晶面上的腐蚀坑坑形进行了研究,结果发现,EAg2腐蚀剂在（111）B面上的腐蚀坑为平底坑,Everson腐蚀剂在 (111)B面上产生的腐蚀坑包括平底坑和带有不同倾斜方向坑底的三角锥形坑,进一步的研究还表明,三角锥形坑并未沿着坑底的倾斜方向向下延伸。实验中也首次观察到了EAg腐蚀剂的黑白平底坑。对常用腐蚀剂的坑形特性研究,将有助于更好地利用腐蚀剂开展碲锌镉材料缺陷研究和晶体质量评价工作。     

Characterization of CdTe and HgCdTe by Photo-Thermal Excitation Spectroscopy

We report an infrared photo-thermal excitation imaging and spectroscopy study of CdTe and CdZnTe substrates as well as HgCdTe/CdZnTe and HgCdTe/Si epilayers. The applicability, advantages, and limitations of the technique as a tool for both ex situ and in situ monitoring of bandgap, thickness, and growth temperature are discussed. We show that photo-thermal imaging allows for direct visual imaging of the bandgap region of CdTe and CdZnTe substrates. We also show that photo-thermal spectroscopy can provide epilayer thickness information independent of the dielectric function. The method is orthogonal to existing optical characterization techniques and could be combined with them for improved accuracy.     

大气吸收性成分的光热干涉法测量

大气气溶胶粒子吸收对地球辐射收支平衡、激光在大气中的传输等具有重要影响,其吸收特性的准确测量越来越受到重视。介绍了气溶胶吸收系数的光热干涉法的测量原理、解调算法与标定原理。通过搭建的全光纤结构光热干涉实验装置,对N2、NO2和含碳气溶胶进行了定性测量,利用NO2气体在532 nm波段的吸收实现了实验装置的初步标定,获得目前装置对NO2气体的最小可探测浓度为3.976 mgm-3。分析结果表明光热干涉法在实际大气气溶胶粒子吸收特性的测量上潜力巨大。     

CdZnTe晶片的性能测试

测试了多个Cd0.9Zn0.1Te晶片的性能,包括红外透过率、成分分布、位错密度、Te沉淀/夹杂密度以及电阻率.研究表明,红外透过率与性能有着密切的联系:红外透过率的大小及红外透过率图谱的形状可反映晶片的成分分布、位错密度以及电阻率的情况.从晶片对红外光的吸收机理出发,对这些联系进行了详细的分析.     

CdZnTe晶片的红外透过率研究

测试了多个性能各异的Cd0.9Zn0.1Te晶片的红外透过率。研究表明,红外透过率与晶片的性能有着密切的联系,即红外透过率的大小及红外透过率图谱的形状可反映晶片的成分分布、位错密度以及杂质含量的情况。从晶片对红外光的吸收机理出发,对这些联系进行了详细的分析。     

Mapping of zinc content in Cd1−xZnxTe by optical methods

The paper compares different methods of optical mapping of zinc concentration x in Cd_1−xZn_xTe wafers for low x values and reviews the procedures for deriving band-gap energy from optical spectra (photoluminescence, absorption and reflectance) at different temperatures (liquid helium, liquid nitrogen and room temperature). Experimental errors of these techniques are compared and the segregation coefficient of zinc is calculated.     

光热干涉法测量大气气溶胶粒子吸收系数研究进展

光热干涉法可在保持大气气溶胶状态不变的前提下直接测量其吸收系数,具有灵敏度高、响应速度快和测量结果不受散射光影响等优点。详细阐述了光热干涉法测量气溶胶吸收系数的基本原理。通过对几种典型光热干涉仪的剖析,包括Mach-Zehnder干涉仪、Fabry-Perot干涉仪、Jamin干涉仪和折返Jamin干涉仪,介绍了该方法不断完善的研究历程以及仍然待解决的问题。描述了在借鉴和创新基础上,正在开发的全光纤结构光热干涉试验装置。分析了光热干涉法的未来发展趋势。     

Infrared absorption behavior in CdZnTe substrates

Infrared (IR) optical transmission measurements of polished CdZnTe wafers can provide useful information about excess impurities, stoichiometry, and inhomogeneities (precipitates and inclusions). We have investigated the IR transmission behavior of Cd_0.96Zn_0.04Te between 8 m and 20 m at room temperature. The measurements were made before and after thermal treatments involving control of the Cd and Zn overpressures, which served to minimize the Cd (cation) vacancy population. Our results support the polar optical phonon scattering theory of Jensen, according to which the absorption in donor dominated CdZnTe varies as^m with m=3. For material dominated by acceptors, we show that the theoretical absorption by inter-valence band transitions can be approximated by a similar power law with exponent m=1, and that Cd-vacancy dominated wafers are in reasonable agreement with this. We find some wafers in which the asgrown condition exhibits partial compensation of impurity donors by Cd vacancy acceptors, and demonstrate removal of the compensation by annealing to fill the vacancies. In a separate group of wafers, we find that an observed increase in absorption occurring during growth of a HgCdTe layer by liquid phase epitaxy can be explained in terms of an increase in Cd vacancies caused by diffusion of Cd to Te precipitates. This effect can be reversed by annealing in Cd−Zn vapor, which fills vacancies and eliminates some precipitates. Impurity concentrations were measured by glow discharge mass spectrometry (GDMS).     

金刚石薄膜的红外吸收谱研究

研究了热丝CVD金刚石薄膜的红外反射吸收谱,讨论了金刚石薄膜中H、N等杂质和晶粒晶型、晶粒尺度对膜红外透过率的影响。     

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。