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。

垂直布里奇曼法制备碲化汞晶体技术研究

介绍了碲化汞单晶材料的性能特点、应用领域、制备技术及面临的挑战。根据材料特性采用布里奇曼法设计和优化设备细节和核心工艺参数,分析了炉体核心材料、热场结构以及杂质去除技术和精确控制生长速度等对碲化汞晶体材料质量的影响,为设备和工艺优化积累了依据。展望了布里奇曼法制备碲化汞单晶的技术创新措施可以提高单晶体的质量和性能,推动相关领域的技术进步和产业升级。

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。

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。

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 .

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。

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。

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.

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.

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。

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。

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。

Bridgman法生长的PWO晶体的发光特性和透光特性

本文采用改进的Bridgman法，以纯度不低于99．99％的PbO和WO3为原料，生长出无色透明的、大尺寸的PbWO4（PWO）晶体，研究了晶体沿生长方向不同部位的透射光谱及X射线激发的发射光谱特性．发现改进的Bridgman法生长的PWO晶体具有较好的发光均匀性和透光均匀性，其原因主要是改进的Bridgman法采用密封的坩埚，有效地抑制了组份（PbO和WO3）的挥发.

自发成核Bridgman法生长LaBr_3∶Ce晶体

本文用垂直Bridgman自发成核的方法生长了尺寸达φ25mm×30mm的LaBr3∶Ce单晶,晶体透明,无宏观缺陷。分析了晶体生长中主要的问题,指出了原料处理的关键,并指出了自发成核条件下晶体最有可能的生长取向为[001]方向,该方向对抑制晶体开裂非常有利。

用NH_4Cl-H_2O溶液共晶凝固实验模拟Bridgman法晶体生长过程

利用NH4Cl-H2O溶液的共晶凝固模拟Bridgman法晶体生长过程,通过粒子图像测速系统测量了矩形腔和圆柱腔内NH4Cl-H2O溶液共晶凝固过程中的流场,结合温度变化得到了凝固过程中流动和温度的耦合规律.实验结果表明:在侧壁和底部冷却条件下,两种腔室内溶液共晶凝固过程中流场的变化基本相似,形成竖壁面附近溶液向下流动、中心区域溶液向上流动的对流涡;凝固开始后,热交换和潜热的释放使液相区内温度下降趋于平缓;圆柱腔内出现了角区绕流和二次对流涡现象.实验得到的流动和温度变化规律为理论建模及数值计算提供了有用的实验数据.

Bridgman法晶体生长过程中界面形状的改变

对不同生长条件下,Bridgm an法晶体生长过程进行了计算,对界面形状的改变的规律加以总结,并讨论了不同生长条件对界面形状的改变的影响。换热系数、导热系数和晶体宽度是影响界面凸凹程度及其变化趋势的重要参数。

Bridgman法生长的PbWO_4晶体的腐蚀观察

利用光学显微镜观察了Bridgman法生长的PbWO4晶体 (0 0 1)晶面的腐蚀形貌 ,讨论了位错蚀坑的形态特征 ,分布规律以及与晶体结晶习性的关系 ,同时还观察了亚晶界的形态 。

在横向磁场中用Bridgman法生长HgCdTe晶体

在横向磁场中用 Ｂｒｉｄｇｍａｎ法生长的晶锭其轴向组分分布在中部和尾部具有相同的趋势，在头部有三种类型的分布磁场通过对固液混合区对流的作用影响溶质的再分布和轴向组分分布突然施加磁场和中断磁场都引起轴向组分分布的突变．当安瓿绕生长轴匀速旋转时、晶锭的径向组分分布既没有安瓿不旋转时的偏心特征，也没有常规 Ｂｒｉｄｇｍａｎ法生长晶体的径向对称性尾部呈现圆锥状的凸起。