CdZnTe晶体位错处的Raman光谱及PL谱研究

利用显微Raman光谱技术,对比研究了CdZnTe晶体无位错区和位锘密集区的Raman光谱.研究发现,CdZnTe晶体无位错区的Raman光谱出现了与Te有关的A1模(119 cm-1)、类CdTe的TO1模(138 cm-1)和类ZnTe 的TO2模(179 cm-1);CdZnTe晶体位错密集区的Raman光谱中仅出现了与Te有关的A1模和类CdTe的TO1模,CdZnTe晶体类ZnTe的TO2模消失.对CdZnTe试样位错密集区进行变温光致发光谱测试,结果表明,束缚在中性施主上的激子的离解为电子空穴对,电子空穴的非辐射复合过程吸收了类ZnTe的TO2模声子能量,造成Raman 光谱中类ZnTe的TO2模缺失.     

Nd:GdVO4晶体Raman光谱理论计算和实验测量

根据商群对称性分析法对Nd:GdVO4(简称NGV)晶体的Raman光谱做了理论计算,测量了NGV不同配置下的Raman光谱.商群对称性分析法得到的结果与实验测量相符.     

硼和氮掺杂金刚石单晶的合成与Raman光谱研究

氮(N)元素和硼(B)元素为金刚石晶体中常见的两种杂质元素,它们对金刚石的物理化学性质有着重要的影响.本文使用高温高压温度梯度法合成了分别含有氮和硼杂质的金刚石单晶,并使用Raman光谱对晶体进行分析研究.研究发现:随着金刚石生长体系内杂质的引入,晶体的质量变差;当生长体系含有氮杂质时,生长的含氮金刚石晶体的特征峰谱线向低波数偏移,晶体的应力表现为拉应力;当生长体系含有硼杂质时,生长的含氮金刚石晶体的特征峰谱线向高波数偏移,晶体的应力表现为压应力.本研究将有助于丰富金刚石单晶掺杂的认识.     

CdZnTe晶片表面化学抛光研究

采用不同浓度的Br2-MeOH作为抛光液对CdZnTe进行化学抛光,发现用2％Br2-MeOH腐蚀时速率平稳且易于控制,能有效去除表面划痕,获得光亮表面。AFM分析发现,抛光后表面粗糙度降低30％,平整度增加。XPS分析发现CdZnTe的（111）Cd极性面变成了富Te非极性表面。PL分析发现表面陷阱态密度降低,表面晶格的完整性增强。     

CdZnTe晶体光致发光谱"负热淬灭"现象研究

采用改进的垂直布里奇曼法生长了直径为60 mm的CdZnTe晶体,测试了其在10 K～150 K范围的PL谱.对760 nm和825 nm处的峰积分强度随温度变化关系进行研究发现,在30～50 K范围内,PL谱峰的强度呈现反常温度依赖现象,即随着温度的升高而减小,也就是所谓的"负热淬灭"现象,这在CdZnTe晶体中属首次观察到.进一步分析表明,随着温度的增加,其PL谱强度变化的过程包含了三个无辐射过程和一个负热淬灭过程.与没有发生"负热淬灭"现象的CdZnTe晶体对比,两者XRD图谱呈现明显差异.讨论了发生负热淬灭现象的原因以及可能路径.     

CdZnTe探测器晶片的表面处理工艺

报道了CdZnTe探测器晶片表面钝化工艺对其性能的影响.先采用金相砂纸和化学腐蚀剂对CdZnTe晶片进行机械和化学抛光,然后分别用H2O2溶液和NH4F/H2O2溶液对晶片进行湿法钝化;再用ZC36微电流测试仪和扫描电镜测试研究了不同钝化时间对CdZnTe晶片电学性质和表面形态的影响.结果发现:用NH4F/H2O2溶液对CdZnTe探测器晶片进行钝化30min,晶片表面形成一层完整的高阻氧化层,表面漏电流最小、晶体电阻率提高1～2个数量级,达到109～10Ω·cm,适合探测器的制备.     

低阻值In掺杂CdZnTe晶体的退火改性

以Cd_(1-y)Zn_y合金作退火源,对采用改进的垂直布里奇曼法(MVB)生长的In掺杂的Cd_(0.9)Zn_(0.1)Te晶片进行退火改性.结果表明:与退火前相比,退火后晶片的成分均匀性提高,Cd、Zn和Te三种元素的含量更接近理想的化学计量比,平均红外透过率由12;提高到59;,电阻率从3.5×10~6 Ω·cm提高到5.7×10~9 Ω·cm,且在PL谱中出现了代表晶体质量的(D~0,X)发光峰.在合适的条件下对低阻值In掺杂的CdZnTe晶体进行退火改性可较好的提高晶体的性能.     

CdZnTe平面核辐射探测器研究

采用垂直Bridgman方法生长的CdZnTe晶体,定向切割成12 mm×7 mm×2.5 mm单晶片.通过研磨、抛光、腐蚀、电极制备、钝化、退火等一系列工艺,制成了Au/CdZnTe/Al平面探测器.重点研究了快速退火对电极接触特性的影响.测试了Au/CdZnTe/Al平面探测器的能谱响应特性.结果表明:在室温偏压为350 V条件下,探测器的241Am 59.54 keV光谱能量分辨为3.95;(2.35 keV FWHM).     

Ar和H2气氛退火CdZnTe表面的XPS研究

对CZT晶体进行了相同温度条件下Ar和H2气氛退火实验研究.利用XPS的离子溅射深度剖析对比分析了退火前和不同气氛退火后CZT晶体表面成分和价态的变化,并以上述变化为依据,推测了退火前CZT晶体的表面结构和成分以及退火过程中气体与CZT晶体表面发生的化学反应.结果表明,相比Ar气氛退火,H2气氛退火后因为TeO2和富Te层会先后和H2发生化学反应而大量减少,可以有效地去除TeO2和富Te层,增大H与CZT的接触面积,促进H与CZT的进一步反应.     

水溶性CdZnTe量子点荧光猝灭法测定银离子的研究

以疏基丙酸(MPA)为修饰剂,制备了水溶性CdZnTe量子点,研究了pH值,回流时间对CdZnTe量子点荧光强度的影响.基于Ag离子对CdZnTe量子点的淬灭作用,建立了一种新的测定Ag离子的方法.在最优试验条件下,Ag离子浓度在2×10-7～2×10-6 mol/L时与CdZnTe量子点荧光强度呈线性关系,线性回归方程为△F ＝-7 ×10-5c+5×10-5,相关系数R＝0.9787.该量子点荧光分析方法简便快速、灵敏度高、选择性好.     

大尺寸非规则碲锌镉晶片双面抛光技术

碲锌镉(CdZnTe)晶体性能优越,是高性能碲镉汞(HgCdTe)外延薄膜的首选衬底材料。双面抛光是一种加工质量较高的碲锌镉晶片表面抛光方式,其具有效率高、平整度好、晶片应力堆积少的优点。但当碲锌镉晶片尺寸增大后,其加工难度也随之上升,易出现碎片多、加工速率慢、表面平整度差等问题。本文开展了大尺寸非规则碲锌镉晶片双面抛光技术研究,深入分析了面积大于50 cm²的非规则碲锌镉晶片双面抛光工艺中,不同参数对抛光质量的影响,通过模拟并优化晶片运动轨迹,优化抛光液磨粒粒型、抛光压力、抛光液流量等抛光工艺参数,实现了具有较高抛光速率和较好表面质量的大尺寸非规则碲锌镉晶片双面抛光加工,对进一步深入研究双面抛光技术有着重要意义。     

近化学计量比钽酸锂晶体的拉曼光谱研究

本文研究了不同组分钽酸锂晶体的拉曼散射光谱,我们发现,在谱线的形状和数量方面,近化学计量比晶体与同成分晶体存在明显差异.通过实验,我们得到了钽酸锂晶体完整的长波长光学模式,并首次给出了钽酸锂晶体拉曼线宽和晶体组分的定量关系.另外,我们还发现了两个与本征缺陷相关的局域模,278cm-1和750cm-1峰,它们的强度与晶体中本征缺陷的数量成正比.     

Study of ammonium fluoride passivation time on CdZnTe bulk crystal wafers

The chemical etching and the passivation processes of CdZnTe wafers were studied. The treatment effects were tested through an X‐Ray Photoelectron Spectroscopy (XPS) analysis and I–V measurement. The chemical etching in 2%Br–MeOH solution may effectively remove the damaged layer and improve the ohmic contact between CdZnTe wafer and Au electrodes making rich the surface with Te. After different etching times, the CdZnTe wafers were passivated with NH₄F/H₂O₂.CdZnTe wafer passivated immediately after etching showed the best passivation efficiency because the enriched Te on the surface was fully oxidized to TeO₂, which results in the thickest oxide layer, and the most stoichiometric surface. Also the surface leakage current was reduced in comparison with the sample passivated 24 h after etching. (© 2011 WILEY‐VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim)     

CdZnTe伽马射线探测器的能谱特性分析

CdZnTe(CZT)探测器目前在国内外天体物理研究中占有重要的地位。本文采用蒙特卡洛软件GEANT4模拟了CZT伽马射线探测器对伽马射线的能谱响应,研究了电子和空穴的输运特性、外加偏压、探测器厚度等因素对平面型探测器的能谱特性的影响规律。结果表明,在电子收集效率较高时,能量分辨率明显受迁移率寿命积比值((μτ)_e/(μτ)_h)的影响,比值越小,能量分辨率越好。增加工作电压可以提高载流子的收集效率和探测器的能量分辨率。在电子收集效率较高时,增大厚度可以弱化空穴信号贡献,提高能量分辨率。漂移程与晶体厚度之比(μτ)_eE/d可以用来估算平面型CZT探测器对低能射线的收集效率,并计算出其对应关系。     

籽晶垂直布里奇曼法生长大尺寸CdZnTe单晶体

采用改进的垂直布里奇曼(MVB)法并引入籽晶生长技术,成功生长出直径60mm,单晶体积超过200cm3的CdZeTe(CZT)晶锭.根据CZT 晶片在近红外(NIR)波段的透过谱,由截止波长推算Zn组分在晶片中的平均含量,进一步的拟合得出晶体生长过程Zn沿晶锭轴向分凝因数约为1.30;分析了晶片在中红外波段内的红外透过率,发现波数在2000～4000cm-1内透过率平直且较高,超过60;,而从2000cm-1到500cm-1随波数的减小透过率急速下降至零;由钝化后的Au/CZT晶片的I-V曲线,计算得到生长态CZT晶片的电阻率ρ达到1.8×109～2.6×1010Ω·cm.     

CdZnTe(211)面纳米力学特性分析

采用研磨-机械抛光-化学机械抛光工艺对CdZnTe(211)面进行加工,当表面粗糙度Ra达到0.94 nm时,采用纳米压痕仪对CdZnTe(211)面进行纳米力学性能测量,试验结果表明:弹性模量和硬度随着压力的增大而减小,存在明显的尺寸效应.当针尖离开晶体表面时,黏附现象特别明显.在不同晶向上,弹性模量和硬度存在显著的各向异性.