碲硒锌镉单晶体的垂直布里奇曼法生长与性能研究

碲锌镉(CdZnTe)是目前最重要的室温半导体核辐射探测器材料。而在CdZnTe晶格中以Se替位部分Te得到碲硒锌镉(CdZnTeSe),将使得晶格中离子键的成分增加,从而提高晶体的硬度,降低Cd空位和Te夹杂物缺陷浓度,提升材料质量。为了获得适宜于核辐射探测器制备的CdZnTeSe晶体,研究了富Te条件下CdZnTeSe晶体的垂直布里奇曼法生长,成功制备出直径为21 mm、长度超过70 mm的Cd_(0.9)Zn_(0.1)Te_(0.97)Se_(0.03)单晶锭。所得Cd_(0.9)Zn_(0.1)Te_(0.97)Se_(0.03)晶体的(110)面X射线衍射摇摆半峰宽达到0.104°,而Te夹杂相的尺寸小于5μm,表明晶体具有良好结晶性。Cd_(0.9)Zn_(0.1)Te_(0.97)Se_(0.03)晶锭尾部的能带隙和红外透过率均低于晶锭的头部和中部,这可归因于Cd_(0.9)Zn_(0.1)Te_(0.97)Se_(0.03)在垂直布里奇曼法生长过程中存在潜热释放不足导致的晶体后续生长阶段的结晶性下降。而CdZnTeSe晶锭的头部和中部的电学性能指标达到了室温核辐射探测器制备要求。

下地幔布里奇曼石与毛钙硅石混溶对大型剪切波低速省长期演化的动力学影响:二维数值模拟

布里奇曼石(bridgmanite)和毛钙硅石(davemaoite)是下地幔主要的端元矿物,是构成下地幔的重要基石.矿物物理学新的研究发现,在高温高压条件下这两种矿物可以发生混溶,因而可能改变下地幔的物理化学状态.本研究我们在二维地幔对流数值模型中以相变的方式模拟布里奇曼石和毛钙硅石混溶现象,讨论其对地幔热-化学结构(尤其是下地幔大型剪切波低速省)的长期动力学影响.模拟结果显示,布里奇曼石和毛钙硅石混溶更有利于下地幔大型剪切波低速省长期保存,并且这种稳定作用随大型剪切波低速省与周围地幔密度差减小而更加显著,而相变边界的克拉伯龙斜率则在长期演化过程中起次级作用.

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200cm^2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C2T晶片的电阻率P达到1．8×10^9-2．6×10^10Ω·cm。

碲锌镉垂直布里奇曼法晶体生长过程固液界面的演化

计算模拟了半导体材料碲锌镉垂直布里奇曼法单晶体生长过程,以等温线图展示了固液界面形状的演化,分析了温度梯度和坩埚移动速率对固液界面形状以及晶体内组分偏析的影响。计算结果表明在凝固的初始段,固液界面的凹陷深度较大,随后有较大幅度的减小。整个凝固过程中固液界面的凹陷深度值有一定的波动性。提高温度梯度、降低坩埚移动速率均能有效地减小固液界面的凹陷,改善晶体的径向组分偏析。

垂直布里奇曼法生长CdZnTe晶体时固液界面形状的控制

采用有限元法对探测器材料 Cd Zn Te的晶体生长过程进行了热分析 ,研究了不同因素对生长过程中固液界面形状的影响 .模拟结果表明 ,当坩埚下降速度约为 1m m/ h时 ,可获得接近水平的固 -液界面 .晶体生长实验结果与计算机模拟的结论基本一致 .因此 ,通过适当选择和调节坩埚下降速度可获得高质量晶体 .

改进垂直布里奇曼法生长硒化镓单晶（英文）

当生长ε相的硒化镓单晶时,组分挥发和固液界面震荡严重损坏晶体的结晶质量。利用改进垂直布里奇曼法生长出φ19mm×65mm硒化镓单晶。X射线粉末衍射仪（XRD）和傅立叶红外光谱仪（FT-IR）分别用于测量晶体的结晶度和光学性质。红外测试表明,硒化镓晶体透过波谱较宽（0.65-16μm）和吸收系数较低（〈0.3cm-1）。

垂直布里奇曼法生长铜单晶体的研究

Cu单晶在中子和X射线单色器及激光核聚变靶材等领域有重要应用前景。本文采用自制的硅钼棒单晶生长炉和特制的镀碳石英生长坩埚,采用垂直布里奇曼法在30℃/cm的温度梯度下,以10 mm/d的下降速度生长出较高质量的铜单晶体。生长的晶体经多次研磨抛光腐蚀处理后进行X射线衍射分析和金相分析,显示出(200)晶面尖锐的X射线衍射峰和规则的方形蚀坑,表明生长的晶体结构完整。

垂直布里奇曼法生长CdZnTe晶体时坩埚下降速度的优化研究

在垂直布里奇曼法(VBM)晶体生长的过程中,坩埚下降速度和晶体生长速度之间的关系对生长出来的晶体质量有很大的影响。本文采用有限元法对探测器材料CdZnTe的晶体生长过程进行了热分析,主要研究了不同的坩埚下降速度对生长过程中晶体生长速度及固液界面形状的影响,发现材料的热导率和相变潜热的比值是影响固液界面形状的主要内因。模拟结果表明,当坩埚下降速度Vp≈1mm/h时,其数值与晶体生长速度接近相等,可获得接近水平的固-液界面。实际的晶体生长实验结果与计算机模拟的结论基本一致。因此,通过适当的选择和调节坩埚下降速度是获得高质量晶体的可行技术方案。

Cd补偿垂直布里奇曼法生长Cd_(0.9)Zn_(0.1)Te晶体

采用传统垂直布里奇曼法和Cd补偿垂直布里奇曼法,分别生长出两根尺寸为φ30mm×130mm的Cd0.9Zn0.1Te晶锭。测试了晶体的结晶质量、成分分布、位错腐蚀坑密度(EPD)、红外透过率及电阻率。结果表明,Cd补偿垂直布里奇曼法生长的晶体结晶质量好、成分分布均匀、EPD低、红外透过性能好且电阻率高。这说明Cd补偿垂直布里奇曼法是一种生长高阻值CZT晶体的优良方法。

垂直布里奇曼法生长碘化铅单晶体

碘化铅(PbI2)晶体的平均原子序数较高,有较宽的禁带宽度,作为一种新型室温核辐射探测器材料有着广阔前景.以高纯Pb和I2单质为原料,采用两温区气相输运法(TVM)成功合成出单相PbI2多晶原料,并以此为原料,用垂直布里奇曼法(VBM)生长了3种不同颜色的PbI2单晶体.研究表明:晶体生长工艺参数对晶体的质量有重要影响,适当调整温度场和安瓿在生长炉中的位置,可有效地避免或减轻晶体富碘现象,从而生长出优质的黄色PbI2单晶体.

布里奇曼热力学关系表的快速做法

根据布里奇曼热力学关系表简缩约定，得出关系表的行列式规则，据此规则快速做出布里奇曼关系表。

垂直布里奇曼法生长的Cd_(0.8)Mn_(0.2)Te单晶体中Te沉淀相分析

Cd1-xMnxTe(CdMnTe,CMT)是制备光学隔离器、太阳能电池、x射线和γ射线探测器的优选材料。本实验采用垂直布里奇曼(VB)法成功地生长出Cd0.8Mn0.2Te单晶体。用JEM-3010型高分辨透射电子显微镜(HRTEM)观察了CMT晶体中的纳米级Te沉淀。选区电子衍射得到了Te沉淀与CMT基体两相的合成电子衍射图。计算出单斜Te沉淀的晶胞参数为:a=0.31nm,b=0.79nm,c=0.47nm,β=92.71°。确定了Te沉淀和CMT基体的取向关系为(0■1)Te//(■02)CMT,[100]Te//[111]CMT。最后,对Te沉淀(缺陷)的形成原因进行了分析。

加压布里奇曼法生长大直径HgCdTe晶体

根据加压改进布里奇曼法 ,采用“二次配料”工艺成功地生长了直径 40 mm的大直径 Hg Cd Te (组分 x≈0 .2 0 )晶体 .采用加压技术 ,平衡部分石英安瓶内的高汞蒸汽压 ,有效地避免了石英安瓶的爆裂 ;采用“二次配料”工艺 ,大大降低了生长温度 ;合理选择温度梯度和生长速度 ,获得了有较好结晶性和组分均匀性的 Hg Cd Te晶体 .分析表明 :Hg Cd Te晶片的载流子浓度 n77≤ 4× 10 1 4 cm- 3 ,迁移率 μ77≥ 1× 10 5 cm2 /(V· s) ,少数载流子寿命值 τ≥ 2 .0 μs,80 K时简单的性能测试用光导探测器件的探测率 D*为 1.1× 10 1 0 cm· Hz1 /2 /W.

布里奇曼对高压物理学的研究

简述了布里奇曼的生平,回顾了他在高压实验技术和高压物理学领域中的贡献,强调了他在研究中善于抓住机遇,自己动手,作风严谨的风格.

垂直布里奇曼法生长碲锌镉晶体的工艺条件优化

分析了利用垂直布里奇曼法生长碲锌镉晶体的工艺条件,如坩埚的材质和形状、炉体温场、固液界面形状、生长速率以及采用籽晶等生长条件对晶体单晶率和质量的影响,并提出了优化垂直布里奇曼法生长Cd Zn Te晶体的条件。

下地幔温压条件下碳对（Mg,Fe）SiO3布里奇曼石的影响

利用激光加温金刚石对顶砧技术模拟下地幔温压条件(36~88 GPa,1850~2800 K),探索了碳与含铁的(Mg,Fe)SiO3布里奇曼石的相互作用过程。同步辐射X射线衍射实验表明,(Mg,Fe)SiO3布里奇曼石与碳在大于42 GPa、2000 K的温压条件下发生了氧化还原反应,即(Mg,Fe)SiO3布里奇曼石中的二价铁(Fe^2+)被单质碳还原成金属铁(Fe^0);而在较低的温压条件下,布里奇曼石中的Fe2+可以稳定存在。该结果表明,在下地幔深部的温压条件下,CCO缓冲的氧逸度值比IW缓冲更低,热力学计算结果也证实了这一结果。实验结果为地幔深部氧化还原条件的不均一性和局部极端还原状态的出现提供了解释。

布里奇曼石的晶体结构及物理性质

布里奇曼石(bridgmanite)是地球上最丰富的矿物,能够稳定存在于下地幔的极端高温高压环境中。布里奇曼石的晶格中有一定量的Fe和Al,这导致它的晶体结构复杂。化学成分的变化会引起结构的改变,进而对其密度、压缩性、电导率等物理性质产生影响。布里奇曼石的物理性质是理解下地幔动力学、地幔对流、弹性性质等的关键,并且为地震波速异常可能提供解释。

伟大探索 光辉成就——诺贝尔物理学奖获得者简介 1946年-布里奇曼

布里奇曼(Percy Williams Bridgman,1882-1961)因发明产生很高压力的装置及利用这一装置在高压物理领域内所做出的贡献,获得了1946年度诺贝尔物理学奖。