CdZnTe晶片表面钝化后的热处理研究

报道了CdZnTe晶片表面钝化后,热处理工艺对其性能的影响.先采用30;的H2O2钝化抛光好的CdZnTe 晶片,然后在恒温干燥箱中进行热处理;最后使用ZC36微电流测试仪、EDX能谱仪和扫描电镜(SEM)研究热处理对钝化后的CdZnTe晶片表面的电学性能、表面成分以及表面形貌的影响.分析表明:CdZnTe钝化后在大气氛围120℃下热处理40 min,表面H2TeO3、H6TeO6等分解较为完全,晶片表面氧化层分布均匀,表面漏电流显著减小,晶体电阻率提高1～2个数量级,对提高探测器的性能有重要作用.     

AgGa1-xInxSe2晶体的生长习性研究

采用DTA对不同铟含量(x)的AgGa1-xInxSe2多晶熔化和结晶温度进行了测试.结果表明:随着x值的增加其过冷度增大.采用改进的垂直布里奇曼法和实时补温技术,对AgGa1-xInxSe2晶体生长过程中的结晶特性和生长温度场关系进行了研究,并对其结晶形态进行了观测.发现:随着晶体生长过程的进行,熔体结晶温度呈下降趋势,固-液界面发生移动;生长晶体表面存在外形规则、形状相同的半球状小孔,有取向一致的台阶反光面,小孔底部为{112}面.研究结果为大尺寸、高质量的AgGa1-xInxSe2单晶体生长奠定了基础,生长出了尺寸达20 mm×60 mm的完整AgGa1-xInxSe2单晶体.     

石英安瓿下降法生长硫镓银晶体的研究

分析了硫镓银晶体的反常热膨胀,主要是由于晶体结构中Ag,Ga,S三种原子形成的四面体随着温度变化发生了畸变;通过采用改变生长安瓿的直径和壁厚,并在生长安瓿外面加一层套管的方法来减小晶体在降温过程中的反常热膨胀作用,有效避免了反常热膨胀可能造成的晶体破裂现象,生长出了完整性较好的大尺寸硫镓银单晶体.     

磷锗锌多晶合成过程的中间生成物研究

两温区气相输运法合成ZnGeP2多晶过程中,易生成一些高熔点的杂质,导致合成材料的纯度较低.选取ZnGeP2多晶合成过程中几个重要温度的合成产物,进行X射线衍射(XRD)和能谱色散分析(EDS),结果表明:ZnGeP2多晶合成过程的中间生成物主要为Zn3P2、ZnP2和GeP等.根据分析结果,对合成工艺进行了改进,合成出外观完整、内部致密的ZnGeP2多晶锭.用XRD进行分析,结果表明:改进工艺后合成的是高纯单相ZnGeP2多晶材料,为高质量单晶体生长奠定了可靠基础.     

硫镓银晶体的化学腐蚀研究

采用改进的垂直布里奇曼(Bridgman)法自发成核生长AgGaS2晶体,在生长初期对生长安瓿籽晶袋进行上提回熔,生长出外观完整、无裂纹的大尺寸AgCaS2单晶体.采用XRD对晶体进行分析,获得了(112)、(001)和(101)面的高强度尖锐衍射峰.采用不同配比的腐蚀剂对晶体(101)、(112)及(001)晶面进行化学腐蚀,然后采用金相显微镜和扫描电镜观察,结果显示,(101)晶面蚀坑为清晰的近似三角形的四边形蚀坑,(112)晶面蚀坑为清晰的近似三角锥形,(001)晶面则呈现互相垂直的腐蚀线.初步分析了不同蚀坑的形成原因,计算出(101)和(112)面蚀坑密度约为105/cm2数量级.结果表明,改进方法生长出的大尺寸AgGaS2单晶体结构完整、位错密度低,质量较好.     

中远红外非线性光学晶体AgGaS2、AgGaSe2和AgGa1-xInxSe2研究进展

综合报道了本实验室关于黄铜矿类I-III-VI2型系列晶体的研究进展。采用两温区气相输运温度振荡法合成出高纯、单相、致密的多晶材料,在三温区立式炉中用坩埚旋转下降法生长出AgGaS2、AgGaSe2和AgGa1-xInxSe2等系列单晶体,X射线单晶衍射谱和回摆谱表明晶体的结晶性好,结构完整;红外透过率接近理论值,吸收系数低于0.017 cm-1,表明生长的晶体光学质量高。研究出一种新的能对AgGa1-xInxSe2晶体(112)晶面进行择优腐蚀的腐蚀剂:(30 g CrO3+10 mL H2O)∶H4PO4(85%)∶HNO3(65～68%)∶HF(40%)=10∶10∶10∶2(体积比),在60℃下腐蚀40 min,能够清晰地显示出AgGa1-xInxSe2晶体(112)面取向一致的三角形腐蚀坑,边界清晰,蚀坑密度大约为105/cm2数量级。采用自行研制的晶体定向切割新方法,加工出AgGa1-xInxSe2-OPO器件,获得了3～5μm的激光输出,光-光转换效率达21%。     

硫镓银晶体活化能研究

本文利用差示扫描量热法对硫镓银进行了热分析动力学研究.采用动态多重扫描速率法测试了AgGaS2在三个不同升温速率5K/min、10K/min和15K/min下的DSC曲线,得到一系列动力学参数.利用FWO模型和Kissinger模型计算出的AgGaS2析晶活化能分别为511.3kJ/mol和517.8kJ/mol,用Kissinger模型公式计算出了指前因子A=1.69×1022min-1.这对于了解晶体的结晶动力学特性,生长大尺寸、高质量的AgGaS2晶体有重要意义.     

气相输运合成PbI2多晶的热力学研究

本文对PbI2合成反应体系的反应焓变,反应熵增,Gibbs自由能变化和反应平衡常数进行了理论计算,从热力学角度论证了选取PbI2熔点(678K)以上的723K作为体系合成反应控制温度的可行性.在723K的控温工艺下,采用两温区气相输运方法合成出高纯、单相的PbI2多晶材料,XRD分析结果表明符合热力学计算结果的控温工艺能有效地应用于PbI2多晶合成.     

碲锌镉单晶体的正电子寿命研究

用正电子湮没技术(PAT)研究了原料富Cd改进布里奇曼法生长的碲锌镉单晶样品退火前后的缺陷.刚生长的样品缺陷寿命值较高,其内部存在的点缺陷主要是占优势的Cd空位,用富Cd同成份源Cd1-xZnxTe气氛对样品在不同温度下等时退火后,发现样品的正电子寿命参数对退火温度表现出很强的依赖关系,通过对样品退火过程中空位的迁移、聚集及消失情况分析,得出较适宜的退火温度约为700℃.     

CdSiP2多晶提纯与单晶生长

采用重结晶技术,对CdSiP2多晶进行快速下降提纯,以提纯后的晶锭为原料,利用改进的垂直布里奇曼法生长出CdSiP2单晶体,尺寸达φ18 mm×51 mm.经能量色散仪(EDS),X射线衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS)以及电感耦合等离子体光谱仪(ICP)测试表明,重结晶提纯能有效降低CdSiP2多晶中Fe、Mn等影响晶体性能的微量元素含量,获得高纯四方黄铜矿结构的CdSiP2多晶材料.采用X射线衍射仪和红外傅立叶变换分光光度计分别对生长的CdSiP2单晶体自然解理面与厚度2 mm的CdSiP2晶片进行测试,获得了{101}晶面族六级衍射峰,晶片在2～7μm波段范围的红外透过率高于53;,对应的吸收系数低于0.09 cm-1.上述研究结果表明,采用提纯后原料生长的CdSiP2单晶体结晶性好,光学性能优良,可进一步用于制作CdSiP2激光频率转换器件.