单质直接气相生长ZnSe单晶

本文直接以高纯Zn、Se单质为原料,加入少量碘单质作为反应输运剂,用化学气相输运(CVT)的方法一步成功的生长出了ZnSe单晶.采用XRD、EDS、紫外可见分光光度计和光致发光(PL)技术研究了生长的ZnSe晶体的结构、成份以及光学特性.结果表明,生长的ZnSe单晶具有较好结晶性能,成份接近理想的化学计量比,在500～2000nm范围内透过率达到65;～70;,在1.9～2.5 eV范围内存在与Zn空位和杂质能级相关的发光带.由Zn和Se单质在输运剂I2的辅助下一步直接生长ZnSe单晶是可行的.     

Fe2+∶ZnSe晶体制备及光学吸收

本文采用热扩散掺杂技术制备了Fe2+∶ZnSe晶体,获得尺寸达φ20 mm×2.0mm的晶体样品.光谱测试分析结果显示,晶体样品在3.0 μm附近具有显著的Fe2+∶ZnSe晶体的特征吸收,相对吸收强度达85;;通过ICP-AES测试该晶体样品中铁离子为4.5 ×1017 cm-3;分析了影响掺杂铁离子浓度的主要因素.     

Cr2+∶ZnSe中红外激光晶体生长及光谱性能

采用物理气相输运法( PVT),以Cr2+∶ ZnSe多晶为原料,在源区温度约为1000℃、温差为6～7℃条件下生长2周,获得了体积约为0.7 cm3的Cr2+∶ZnSe晶体.紫外-可见-近红外透过光谱显示,Cr2+∶ZnSe样品在1770nm左右出现了强吸收;Cr2+浓度在1019 atoms/cm3数量级,与原料中Cr2+浓度基本一致,反映了较低温度PVT法生长有利于获得预期的Cr2+掺杂浓度.荧光测试结果表明,Cr2+∶ZnSe样品谱线对称性好,发射峰位约在2400 nm,线宽约600 nm;室温荧光寿命为5.52×10-6s.数据分析结果表明,Cr2+∶ZnSe样品的吸收截面和发射截面峰值分别为1.1×10-18cm2和2.3×10-18 cm2.     

ZnSe薄膜的化学反应辅助热壁外延法生长及特性研究

本文通过将新型化学气相反应促进剂Zn(NH4)3Cl5引入到热壁外延系统中,以二元素单质Zn和Se为原料,直接在Si(111)衬底上生长了高质量的ZnSe晶体薄膜,薄膜成分接近理想化学计量比。研究了主要工艺参数对薄膜生长形貌和性能的影响。采用SEM、AFM、EDS和PL谱技术研究了生长的ZnSe薄膜的形貌、成分和发光特性。研究结果表明,热壁温度和生长时间是影响ZnSe薄膜形貌的主要因素;气相反应促进剂在薄膜生长和调节成分方面扮演了关键角色,Zn(NH4)3Cl5的存在使得Zn(g)和Se2(g)合成ZnSe晶体的反应转变为气固非一致反应,从而更容易获得近乎理想化学计量比的ZnSe薄膜。ZnSe薄膜在氦镉激光激发下,室温下PL谱由近带边发射和(VZn-ClSe)组合的SA发光组成,而在飞秒激光激发下,仅在481nm处显示出强烈的双光子发射峰。     

低位错ZnSe单晶的生长

采用化学气相输运法(CVT)在适合的温度和I2含量的条件下,生长出了25mm×3mm的ZnSe单晶,位错密度为6.5×103个/cm2.对ZnSe单晶进行光学性能分析,在10.6μm处的透过率超过70;,在10.6μm处的吸收系数为7.72×10-4/cm.     

以S、Se为原料的CVD ZnS、CVD ZnSe的化学反应分析

本文详细分析了用单质硫或单质硒为原料,在Zn-S-H2-Ar体系或Zn-Se-H2-Ar体系中化学气相沉积生长 ZnS和ZnSe晶体所发生的化学反应,认为在这两种化学气相沉积过程中所发生的化学反应是以锌蒸汽与硫或硒蒸汽反应来实现的.计算出了上述反应的△H、△S和△G这些热力学函数,并将该△G与采用H2S气体(Zn-H2S-Ar体系)和H2Se气体(Zn-H2Se-Ar体系)为原料的CVD ZnS和ZnSe做了对比.实验结果表明,以单质Se为原料生长的CVD ZnSe比以H2Se为原料的CVD ZnSe的努普硬度有显著的提高.     

ZnSe单晶生长及性能研究

采用物理气相输运法对ZnSe(4N)多晶原料在850℃±10℃进行提纯,再用高压坩埚下降法在1530℃、氩气保护气氛下生长出高质量ZnSe单晶体.研究了提纯过程温度的选择以及氧含量和压力对于晶体生长的影响.对生长出的单晶体进行均匀性测试表明ZnSe单晶完整性和均匀性良好.对ZnSe单晶进行光学性能测试分析表明ZnSe单晶的折射率高,吸收系数低,红外透过率大于70;.     

ZnSe/ZnS 核壳结构量子点的制备与表征

采用外延生长法在低于 ZnS 晶体成核温度(120 ℃)的条件下,通过在ZnSe 量子点表面生长 ZnS,制备出结晶良好的 ZnSe/ZnS 核壳型量子点.通过 X 射线衍射(XRD),透射电镜分析(TEM)证实了核壳结构的生成.通过荧光光谱和紫外-可见光吸收光谱分析证实,核壳结构的形成改善了 ZnSe 量子点的荧光特性.通过改变反应温度、反应时间、反应物的用量等实验参数,可得到不同厚度ZnS壳层包覆的核壳型量子点.所制备的ZnSe/ZnS量子点具有良好的水溶性,可以分散形成稳定、澄清的水溶液.在紫外灯的照射下,溶液呈现明亮的蓝绿色荧光.     

双温区热扩散掺杂Fe2+∶ZnSe激光晶体的制备及激光输出性能

本文以CVD ZnSe晶片为基质材料,以FeSe粉末为掺杂物,采用双温区热扩散掺杂技术获得了尺寸为Ø22 mm×4 mm的Fe²⁺∶ZnSe激光晶体。通过二次离子质谱(SIMS)测试该晶体样品表面铁离子浓度为3.43×10¹⁸ cm^-3,并通过X射线光电子能谱(XPS)分析了晶体样品中铁元素的离子价态。采用UV/Vis/NIR分光光度计和傅里叶红外光谱仪测试了Fe²⁺∶ZnSe激光晶体的透过谱图。测试结果显示,在3.0 μm处出现了明显的Fe²⁺吸收峰,峰值透过率为5.5%。以波长为2.93 μm的Cr, Er∶YAG激光器为泵浦源,温度77 K时抽运尺寸10 mm×10 mm×4 mm的 Fe²⁺∶ZnSe晶体,获得了能量为191 mJ、中心波长4.04 μm的中红外激光输出,光光转换效率13.84%。     

CVT一步生长的ZnSe单晶的光电特性研究

本文采用化学气相输运(CVT)法,由Zn(5N)和Se(5N)一步直接生长了片状ZnSe单晶,并对其结构特性和光电性能进行分析。研究表明,生长出的ZnSe单晶仅显露(111)面,红外透过率约为40%～42%,具有较高的结晶质量。该ZnSe单晶可与In电极形成良好的欧姆接触,其体电阻率约为7.3×109Ω.cm。     

化学气相沉积法制备ZnSe微球

采用化学气相沉积方法,以MiSe2为前驱体,制备出尺寸均匀、分散度好的ZnSe微球.通过XRD、EDS和FESEM对产物的结构、成分和形貌进行了测试与表征.结果表明:所得ZnSe微球为立方闪锌矿结构,直径在800～1000 nm之间,具有近于理想的化学计量比.变温光致发光谱研究表明,ZnSe微球在550～640 nm处存在与Zn空位及杂质能级相关的发光峰.     

片状ZnSe纳米材料的溶剂热法制备及表征

采用溶剂热法,对制备的前驱体进行热处理,最后得到了片状结构的ZnSe纳米材料.然后利用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、高分辨透射电子显微镜(HRTEM))和光致发光谱(PL)等测试手段对样品的晶体结构、形貌、微结构和光学性质等进行了表征分析.结果表明制备的ZnSe块状结构是由厚度大约在200 ～300 nm纳米带堆叠而成,其晶体结构为密排六方晶体结构.此外,通过分析反应过程,对片状ZnSe生成过程中的可能的化学反应和片状ZnSe可能的形成机理做了简单的分析.     

ZnSe多晶化学机械抛光研究

本文针对ZnSe多晶的性能,在试验的基础上,研究出一套实用的、行之有效的ZnSe多晶加工工艺,并重点讨论了化学机械抛光工艺.同时对加工后零件的工艺参数、表面质量及透过率的测试,结果表明所采用的化学机械加工法可取得非常好的抛光效果.     

化学气相沉积法制备ZnSe多晶材料的缺陷研究

本文介绍了ZnSe晶体的制备方法及其重要应用背景,系统地总结了化学气相沉积法(CVD)制备ZnSe过程中产生的各类缺陷,包括云雾、孔洞和微裂纹、夹杂、分层和胞状物.采用SEM、体视显微镜、金相显微镜、傅里叶光谱仪等方法对缺陷进行了表征.结合国内外文献和检测结果,对各类缺陷可能的产生机理及抑制方法进行了阐述与分析.     

气体高压合成炉的设计及在小批量合成高纯ZnSe多晶中的应用

选择ZnSe多晶合成中具有最大气体总压力的Zn-Se-NH4Cl体系,通过在合成温度下减小石英坩埚内外压力差的途径,设计了专门的气体高压晶体合成炉,研究了所建立的高压炉的基本高温高压性能.并在此基础上成功小批量合成了的高纯的ZnSe多晶,结果表明自行设计建造的高压炉批量合成ZnSe高熔点化合物多晶材料是可行的,并且该设备也可以用于其它Ⅱ-Ⅵ族高熔点非氧化物高纯多晶的合成.     

ZnSe微球的制备与性能研究

采用水热法,以ZnSO4·7H2O为Zn源,Na2SeO3为Se源,NaOH溶液为反应介质,N2H4·H2O为还原性助剂,在140℃下反应24 h,合成了直径为1～4μm、分散性较好的ZnSe微球.SEM、XRD和UV-Vis测试发现,NaOH和N2H4·H2O共同控制着ZnSe的形貌,制备的ZnSe微球是由平均尺寸为20.7 nm的ZnSe纳米晶在N2微泡上聚集而成的中空球.     

CVD法生长ZnSe的工艺分析

采用单质Se为原料(Zn-Se-H2-Ar体系)来生长CVD ZnSe,初步分析了这种工艺的机理,并详细分析了各种工艺参数对生长ZnSe的影响.这些工艺参数包括沉积腔的温度和压力,Zn坩埚和Se坩埚的温度,各路载流气体的流量.对这些工艺参数进行调整和精确控制,并控制好Zn蒸气和Se蒸气气嘴处的ZnSe生长形态,生长出了质量良好的ZnSe多晶体,透过率超过70;.     

2.1μm激光晶体Cr,Tm,Ho∶YAG的生长、光谱和激光性能

采用提拉法成功生长出了优质的Cr,Tm,Ho∶ YAG晶体,并对其光谱及激光性能进行了研究.测量了晶体在350～2700 nm波段内的吸收光谱.用450 nm激光激发,测量了晶体的稳态和瞬态荧光光谱,拟合得到2.1 μm激光上能级的寿命为10.65 ms.用F-L公式计算了晶体在2.1 μm处的发射截面为6.92×10-20 cm2,并与其他Ho3+掺杂的激光晶体进行了对比.采用氙灯泵浦Cr,Tm,Ho∶ YAG晶体棒,实现2.1 μm的脉冲输出.在3 Hz和10 Hz时的激光阈值分别为33.11 J和33.88 J,斜效率均为4.5;,比市售成熟的激光棒的激光输出效率更高.     

热等静压处理对CVD ZnS/ZnSe复合材料性质的影响

对利用化学气相沉积(CVD)制备的ZnS/ZnSe复合材料进行了显微结构和光学性质的测试和分析.研究表明,热等静压过程使得CVD ZnS/ZnSe晶体内部晶粒尺寸明显增大,减少或消除了内部缺陷,提高了材料的光学透过率.     

单源真空蒸发法制备ZnSe薄膜的实验研究

本文采用单源真空蒸发法制备了ZnSe薄膜,利用电子探针、X射线粉晶衍射等现代测试手段研究了蒸发温度(700～1050 ℃)、基片温度(0～200 ℃)、基片材料(单晶硅、玻璃)以及热处理温度(300～400 ℃)等因素的改变对ZnSe薄膜的成份和结构的影响规律,建立了单源真空蒸发沉积ZnSe薄膜及热处理的实验方法.