碲锌镉晶体的铟碲共掺杂退火研究

针对生长态碲锌镉晶体缺陷密度大和电学性能无法满足室温核辐射探测器的制备要求等问题,研究了铟碲共掺杂退火对碲锌镉晶体碲夹杂和电学性能的影响。利用分子动力学方法模拟了不同温度下铟原子在碲锌镉晶体中的扩散过程,获得了铟原子的扩散系数表达式,计算了铟原子扩散至碲锌镉晶体所需理论时长,在此基础上开展了铟碲共掺杂退火实验,进一步优化了退火工艺。实验结果表明,铟碲共掺杂退火70 h的碲锌镉晶体碲夹杂密度下降至27.61 mm^(-2),体电阻率接近1011Ω·cm、漏电流低于4 nA(400 V),电学性能达到核辐射探测器应用要求。

ZnTe晶体中夹杂相的退火调控与结晶质量提升

太赫兹技术的不断发展和在各个领域的进一步应用,对碲化锌(ZnTe)电光晶体提出越来越高的要求。采用Te溶剂法生长碲化锌晶体,可以有效降低晶体的生长温度,但不可避免的会引入Te夹杂相,进而影响其结晶质量。本工作提出利用Zn气氛等温退火和梯度退火2种方法,在不同退火温度下成功消除了ZnTe晶体内部尺寸小于10μm的Te夹杂相,发现夹杂相去除效率与退火温度和梯度密切相关。经过650℃,100 h的梯度退火后,Te夹杂相去除效率可达83%。Zn气氛退火后,晶体内部出现V_(Te)-Te_(i)复合缺陷,表明退火中存在扩散导致的缺陷反应,对晶体的结晶质量和光学性能产生影响。通过对退火前后晶体的X射线摇摆曲线衍射峰的研究,发现去除Te夹杂后晶体结晶质量总体提高,证明Te夹杂相是左右ZnTe晶体结晶质量的主要结构缺陷。