非掺杂p型MBE-Hg_(1-x)Cd_xTe材料的受主性质

对经２５０°Ｃｐ型热处理获得的Ｈｇ１－ｘＣｄｘＴｅ（ｘ≈０．２４）ＭＢＥ材料进行变温霍耳测量和理论拟合计算，由此得到ＨｇＣｄＴｅ－ＭＢＥ材料的受主浓度为２～３×１０１６ｃｍ－３，残余施主浓度为５×１０１５ｃｍ－３左右．两者相比显示材料的补偿度较低，拟合得到的汞空位受主能级为１５～１８ｍｅＶ，这也与低补偿情况下的理论预计值相符，结果表明以往ｐ型ＨｇＣｄＴｅ外延材料补偿度较大并非外延工艺的固有特性．

HgCdTe分子束外延薄膜的应变弛豫

对不同衬底上外延生长的HgCdTe薄膜进行了倒易点二维图测试 ,分析了外延层与衬底之间的结构取向关系以及晶格常数的失配现象 .通过测定Cd1-yZnyTe衬底上的HgCdTe外延层的应变弛豫状况 ,获得了晶格匹配条件时衬底Zn组分的准确值 .实验结果还表明 :HgCdTe外延层与晶格失配的衬底之间存在着倾角 ,该倾角随失配度的增大而增大 ;当衬底失配度较小时 ,非对称倒易点二维图显示外延层并不处于全应变状态 ,而是处于应力部分释放状态 ;相反 ,当外延层晶格失配产生的应力全部释放时 ,外延层包含着较大的失配位错 ,摇摆曲线半峰宽展宽较大 .

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(PbTe)、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%).

垂直Bridgman生长CdTe过程的数值模拟

采用 Galerkin有限元算法 ,计算了垂直 Bridgman生长 Cd Te过程中的温场分布、液体流动和固液界面的形状 ,分析了生长速率、温区分布等参数对固液界面的影响 .计算结果表明 ,较小的生长速率可以获得更为平坦的固液界面 ,适当增加结晶区域的温度梯度也是改善固液界面形状的一个有效方法 .同时 ,通过对生长系统中的热流分析 ,表明在生长过程的中间阶段 ,热量交换主要集中在梯度区附近 。

长波红外2048元线列碲镉汞焦平面器件

介绍了长波红外2048元线列碲镉汞焦平面器件的制备技术和达到的性能参数.探测器采用离子注入平面pn结制备光敏元,通过间接倒焊技术和读出电路互联,采用8个256元焦平面模块拼接2048元线列焦平面器件.光敏元的响应截止波长达到9.9μm,相应的R0A达到10Ωcm2,平均峰值探测率达到9.3×1010cmHz1/2W-1,响应不均匀性为8%,有效光敏元率大于99.5%.

用熔体外延法生长的截止波长10μm以上的InAsSb单晶

用熔体外延法,在液相外延系统中,在InAs衬底上成功地生长出了截止波长为11μm的InAsSb单晶.虽然使用液相外延设备,但熔体外延具有不同于液相外延等常规晶体生长方法的创新生长工艺.红外傅里叶光谱测量证明InAsSb材料的截止波长超过10μm.X射线衍射光谱揭示InAsSb外延层具有相当完美的晶体取向结构,且与InAs衬底取向一致,均为(100)方向.霍尔测量结果给出295K下,InAsSb的电子迁移率为4.75×104cm2/Vs,截流子浓度为3.61×1016cm-3;77K下电子迁移率为2.86×104cm2/Vs,载流子浓度为1.50×1016cm-3.数据显示这种材料具有研制新型探测器的良好前景.

热处理过程中Hg_(1-x)Cd_xTe/CdTe界面互扩散研究

对ＨｇＣｄＴｅ／ＣｄＴｅ／ＧａＡｓ结构热处理后的样品进行深度剥层腐蚀，并用椭偏光谱测量方法，获得了样品在４９０℃经０．５ｈ和２ｈ热处理后不同深度下的组份分布．根据实验结果对Ｚａｎｉｏ等人提出的扩散系数公式进行了修正，得到４９０℃热处理条件下的组份扩散系数ＤＨｇ１－ｘＣｄｘＴｅ（４９０℃）＝４×１０－３×１０－３·ｘ．

P型长波Hg_（1－x）Cd_xTe材料MBE生长技术研究

用分子束外延的方法在ＧａＡｓ（２１１）Ｂ衬底上研制了Ｐ型长波ＨｇＣｄＴｅ材料，及３２×３２小规模长波混成红外焦平面列阵，其材料的均匀性以及生长材料的参数的可重复性良好．在适当的热处理条件下，材料Ｐ型电学参数达到了较高水平。

应用于THz辐射的ZnTe单晶生长及测试

利用Te溶剂方法生长出ZnTe单晶．经X射线衍射测试，发现晶锭中存在沿（110）晶向生长的大晶粒，可以切出10mm×10mm的单晶片．傅里叶红外变换光谱仪测得ZnTe晶体在2．5～20μm波段的红外透过率约为61％．通过测可见一红外波段的透射光谱，得出禁带宽度为2．24eV．利用飞秒激光作用在一块ZnTe单晶同时产生-探测THz脉冲，观察到0．18ps的THz辐射场分布，相应的频谱分布为5THz．

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。

HgCdTe液相外延薄膜表面缺陷的控制

研究了HgCdTe液相外延薄膜表面两类宏观缺陷的形成原因.研究表明,大部分表面凹陷点(void)缺陷的形成是由衬底的蜡沾污所引入的,而表面凸起点(hill-like)是由衬底边缘脱落的CdZnTe微颗粒造成的,通过控制外延生长前的衬底处理过程,可以抑制这两类缺陷,从而生长出零(宏观)缺陷密度的优质HgCdTe外延薄膜.

碲镉汞富碲垂直液相外延技术

研究了碲镉汞富碲垂直液相外延技术.在研究该关键技术的过程中,提出了一种方法以检查外延前(Hg1-xCdx)1-yTey母液的均匀性.并且,通过减小生长腔体中的自由空间,对气体的对流和汞回流进行了抑制,及通过改进工艺过程中的温度控制方式来应对因对流和汞回流而造成的生长温度不确定性.在解决上述关键技术后,实现了碲镉汞垂直液相外延工艺的稳定性,所外延的中波碲镉汞材料的组分可重复性做到了±0.005,厚度控制能力达到了±5μm,40×30mm2外延材料的横向组分均匀性(相对均方差)小于1.3×10-3,同生长批次材料片与片之间的组分和厚度差异分别小于0.001和1μm.在10mm线度上,表面起伏小于1μm.经热处理后,中波汞空位p型材料在77K下具有较高的空穴迁移率.另外,和水平推舟技术相比,垂直碲镉汞液相外延在提供大批量和大面积相同性能材料方面具有明显的优势,这对于二代碲镉汞红外焦平面批生产技术和拼接型超大规模红外焦平面技术的发展都具有重要的意义.

Cd1-xZnxTe合金的退火研究

用红外透射谱和喇曼散射谱研究了退火对 Cd1 - x Znx Te晶片中 Te沉淀的影响 .研究结果表明 ,红外透射谱只对大尺寸的 Te沉淀较为敏感 ,而喇曼散射谱却能够探测到样品中小尺寸的 Te沉淀 ,两者互为补充 .在 Cd气氛下对晶片进行退火处理 ,选择合适的退火温度和退火时间 ,可以有效地消除晶片中大尺寸的 Te沉淀 ,却难以消除晶片中小尺寸的微量

采用不同材料坩埚对碲锌镉晶体质量的影响

文中采用热解氮化硼（pBN）坩埚生长Cd0．96Zn0．04Te单晶体，并与采用内壁涂碳的石英坩埚生长的晶体进行了对比分析。本文获得的晶体尺寸为φ45mm×110mm，（111）衬底晶片面积最大可达40mm×30mm，测试分析结果显示：Everson腐蚀坑密度小于2×10^4cm^-2，且分布均匀，无网络状分布结构，与石英熏碳坩埚相比，结构质量有了明显提高；第二相夹杂物尺寸小于2μm，密度为0～1×10^3cm^-3；（111）B晶片的X—ray反射貌相图显示，晶体的结构均匀，完整性较好。上述晶体质量评价指标均优于采用石英熏碳坩埚生长获得的晶体，而且更为重要的是，上述各项指标在同一晶锭的各晶片上基本重复，这说明了单晶具有良好的均匀性，有利于生长均匀的碲镉汞外延层。

碲-熔剂方法生长ZnTe单晶的太赫兹辐射及探测(英文)

通过Te熔剂方法生长出<110>晶向的ZnTe单晶,利用X射线衍射(XRD)及拉曼光谱对该材料进行了测试.详细研究了太赫兹时域光谱系统中该ZnTe单晶作为激发和探测晶体的辐射和探测特性.结果表明在钛-宝石激光器的泵浦下,Te熔剂方法生长的<110>晶向的ZnTe晶体表现出良好的THz辐射性能,室温下激发频谱可达3THz以上.

在Si(211)衬底上分子束外延CdTe的晶格应变

文章利用高分辨率X射线衍射技术对分子束外延CdTe(211)B/Si(211)材料的CdTe外延薄膜进行了倒易点二维扫描,并通过获得的对称衍射面和非对称衍射面的倒易空间图,对CdTe外延层的剪切应变和正应变状况进行了分析。研究发现,对于CdTe/Si结构,随着CdTe厚度的增加,[1-1-1]、[01-1]两个方向的剪切角γ[1-1-1]和[γ01-1]都有变小的趋势,且γ[1-1-1]的大小约为[γ01-1]的两倍;对于CdTe/ZnTe/Si,ZnTe缓冲层的引入可以有效地降低CdTe层的剪切应变。CdTe层的正应变表现为张应变,主要来源于CdTe和Si的热膨胀系数存在差异,而在从生长温度280℃降至室温20℃的过程产生的热应变。

InAs_(0.96)Sb_(0.04)红外薄膜的光学性质研究

采用水平滑移石墨舟液相外延生长技术在n型（100）InAs衬底上生长了InAs0．96Sb0．04薄膜．在1．5～5．5eV光子能量范围采用紫外-可见光椭圆偏振光谱仪于室温下测试了其介电函数谱ε（E）．基于电子带间跃迁和联合态密度理论，采用S．Adachi的MDF模型对s（E）进行了拟合，并计算了各种临界点电子跃迁对ε（E）的贡献，结果表明：实验数据与模型吻合得非常好，E1和E1＋△1跃迁发生在布里渊区（BZ）的∧轴或L点，分别对应于M1型临界点∧5^v→∧6^c（或L4.5→L6^c）和∧6^v→∧6^c（或L6^v→L6^c）跃迁；E2跃迁是由于M2型和M2型鞍点能量简并引起的，沿着BZ的∑和△轴方向．

〈331〉晶向ZnTe单晶的太赫兹辐射及探测

通过Te熔剂方法生长出〈331〉晶向的ZnTe体单晶,利用X射线衍射和红外透射显微技术对材料进行了测试.在钛-宝石激光器的泵浦下,利用〈331〉晶向的ZnTe晶体辐射-探测到太赫兹波,激发频谱可达5 THz左右.〈331〉晶向的ZnTe晶体表现出良好的太赫兹辐射性能.

(111)晶向碲锌镉晶片双面腐蚀的对比

通过对材料减薄,并采用红外透射显微镜观察的手段,实现了对A面和B面腐蚀坑的同时观察.结果发现采用标准腐蚀剂在同一晶片的(111)A和(111)B面上形成的腐蚀坑大都不存在对应关系,深度腐蚀的实验也发现,表面腐蚀坑所对应的缺陷只局限于10μm的表层内,这表明大部分腐蚀坑所对应的不是通常认为的穿越位错.进一步分析的结果表明,不同腐蚀剂形成的腐蚀坑所对应的缺陷有可能是不同类型的位错,甚至也可能起源于微沉淀物,通常将碲锌镉材料的腐蚀坑所对应的缺陷简单地归结为材料的位错是缺乏实验依据的.

碲锌镉晶体第二相夹杂物特性研究

高质量的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,然而目前碲锌镉材料中的第二相夹杂物严重制约着晶体的质量.根据红外透射形貌的描述和表征,碲锌镉晶体的常见夹杂物被分成了五类,并在此基础上讨论了各自的形成机制,A、B和C类夹杂物与化学配比及其变化密切相关,而D和E类夹杂物与源材料中或者在生长工艺控制过程中氧含量相关.进一步的研究表明大尺寸、高密度的Te夹杂物将会严重降低红外透过率,同时腐蚀坑密集分布在与Cd夹杂对应的六重对称线上,该结果揭示了第二相夹杂物会产生其他缺陷的增殖,但夹杂物引起的应力影响区域是局限的.