Te溶剂-Bridgman法Cd_(0.9)Mn_(0.1)Te晶体生长习性研究

采用Te溶剂-Bridgman法生长了尺寸为Ф30 mm×60 mm的Cd0.9Mn0.1Te∶In晶锭,通过淬火得到了生长界面形貌。测试了晶片在近红外波段的透过率和电阻;采用化学腐蚀的方法观察了晶片中位错,Te夹杂和孪晶界;采用光学显微镜和红外成像显微镜观察了生长界面处附近的形貌。测试结果表明,晶锭中部结晶质量较好的晶片红外透过率达到60%,电阻率达到2.828×1011Ω.cm。位错密度在106cm-2数量级,Te夹杂密度为1.9×104cm-2,同时孪晶密度明显低于Bridgman法生长的晶锭。生长界面宏观形貌平整,呈现微凹界面。但由于淬火过程的快速生长,界面微观形貌发生变化,呈现不规则界面,并在界面附近形成富Te相的包裹。

Te溶剂Bridgman法CdMnTe晶体核辐射探测器的制备和表征

碲锰镉(CdMnTe)作为性能优异的室温核辐射探测器材料,可用于环境监测和工业无损检测领域。本文中采用Te溶剂Bridgman法生长In掺杂Cd_(0.9)Mn_(0.1)Te晶体,制备成10 mm×10 mm×2 mm大小的室温单平面探测器,研究了该探测器对^(241)Am@59.5 keVγ射线源的能谱响应。通过表征红外透过率、电阻率以及探测器能谱响应等参数,综合评定了探测器用CdMnTe晶体的质量、电学和探测器性能。结果表明,晶片的红外透过率均在55%以上,最好可达到60%。采用湿法钝化,100 V偏压下的漏电流由钝化前的9.48 nA降为钝化后的7.90 nA,钝化后的电阻率为2.832×10^(10)Ω·cm。在-400 V反向偏压下,CdMnTe探测器对^(241)Am@59.5 keVγ射线源的能量分辨率在钝化前后分别为13.53%和12.51%,钝化后的电子迁移率寿命积为1.049×10^(-3)cm^(2)/V。研究了探测器的能量分辨率随电压的变化特性,当偏压≤400 V时,探测器的能量分辨率主要由载流子的收集效率决定,而当偏压>400 V时,能量分辨率由漏电流决定。本文研究结果表明,Te溶剂Bridgman法生长的CdMnTe晶体质量较好,电阻率和电子迁移率寿命积满足探测器制备需求。

溶剂熔区移动法制备Cd_(0.9)Zn_(0.1)Te晶体及性能研究

用溶剂熔区移动法制备了掺In的Cd0.9Zn0.1Te晶体,晶体生长温度800℃,温度梯度为20℃/cm,生长速度0.4 mm/h。测试了晶体的Te夹杂情况、红外透过率图谱、I^V特性曲线和PICTS特性,并以1115℃下用VB法生长的掺In的Cd0.9Zn0.1Te晶体做为参照,对比了两者性能。结果表明,溶剂熔区移动法制备的晶体Te夹杂的密度和体积百分比比VB法晶片低,但是Te夹杂的尺寸要比VB法晶体大;溶剂熔区移动法晶体的红外透过率比VB法晶体高;溶剂熔区移动法晶体电阻率比VB法晶体高了一个数量级;PICTS测试发现,溶剂熔区移动法晶体内主要的缺陷密度低于VB法晶体。

溶剂和修饰剂对化学法合成Bi-Sb-Te纳米晶尺寸和形貌的影响

采用简单的水热/溶剂热法合成了纳米结构的Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_3晶粒,通过改变溶剂种类和表面修饰剂的添加量可以实现对Bi_(0.5)Sb_(1.5)Te_3纳米晶体的尺寸和形貌的控制。当表面修饰剂的浓度较小时,合成的Bi_(0.5)-Sb_(1.5)Te_3晶粒只有数十纳米,有望为高性能的纳米结构块体热电材料提供原始粉末。产物的颗粒尺寸减小和片状形貌的获得,可能是生成物的合成速率减缓和表面修饰剂选择性吸附所致。

溶剂熔区移动法生长In∶Cd_(0.9)Zn_(0.1)Te晶体的性能研究

采用溶剂熔区移动法生长出掺In的Cd_(0.9)Zn_(0.1)Te晶体。测试了晶体轴向Zn含量分布,并对晶体的头部和中部进行了Te夹杂相、红外透过率、I-V特性曲线和PL谱图的对比测试。结果表明:头部晶体的Zn含量、红外透过率和电阻率均大于中部;而头部晶体的Te夹杂尺寸、杂质和缺陷含量均小于中部。

溶剂熔区移动法生长Cd_(0.9)Zn_(0.1)Te晶体的工艺优化研究

为了解决Cd_(0.9)Zn_(0.1)Te(CZT)晶体生长温度高、单晶率低、成分不均匀等问题,采用溶剂熔区移动法(THM)在优化工艺参数下生长了掺In的CZT晶体,在优化晶体的生长温度、固液界面处的温度梯度、原位退火过程等生长条件后,生长出直径为45 mm的低Te夹杂浓度、高电阻率、高透过率、均匀的高质量CZT晶体。X射线衍射结果显示,晶体的结晶性较好、Zn成分轴向偏析小。红外透过光谱测试结果显示,晶体内部的杂质、缺陷水平相对较少,晶体整体的红外透过率在60%左右。紫外-可见光吸收光谱测试结果也进一步表明,晶体的均匀性良好。采用红外显微镜对晶体内部的Te夹杂形貌及其尺寸进行观察,结果表明Te夹杂的尺寸主要分布在0~10μm之间。采用直流稳态光电导技术测得电子的迁移率寿命积约为8×10^(-4) cm^2/V。

Te自助熔剂定向凝固法生长CdTe晶体

碲化镉(CdTe)晶体是一种制造室温X射线和γ射线探测器最为理想的半导体材料,在医学、食品、安检、核废料监测等应用领域前景广阔。采用一种Te自助溶剂定向凝固技术生长CdTe晶体,在区熔温场及坩埚旋转系统的综合作用下,获得了平坦状的理想固液界面形貌。生长25 mm的CdTe晶体横截面单晶区域面积可达70%,从56 mm的CdTe晶体中可截取尺寸达15 mm×15 mm×3 mm的单晶,电学测试表明CdTe晶体在未掺杂改性条件下电阻率达108Ω·cm。红外透射显示,CdTe晶体中包含尺寸范围为1~20μm的Te夹杂,这是CdTe单晶生长过程中出现的主要微观缺陷。该工作取得的相关成果对未来CdTe晶体生长技术发展具有一定参考价值和借鉴意义。

六角形Bi_2Te_3纳米片的溶剂热合成及其形貌表征

采用溶剂热方法,通过在乙二醇溶剂中添加适量聚乙烯吡咯烷酮(PVPK-30),在碱性环境和200℃的条件下反应260 min后成功制备单相的Bi2Te3六角形纳米片.用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、光致发光谱(PL)和紫外-可见吸收光谱(U-VAS)对样品的结构、形貌和光学性质进行表征.

[Mn(en)_3]_2·Sn_2Se_4Te_2的结构和光吸收性能

按照K_2Se:K_2Te_2:MnCl_2·4H_2O:SnCl_2·2H_2O:Se:乙二胺(en)=3.8:1:2:2:6:270的摩尔比配料,采用溶剂热法使原料混合物在180℃反应7d,得到黑色块状晶体[Mn(en)_3]_2·Sn_2Se_4Te_2。属于三斜晶系。空间群为P1,晶胞参数a=0.91428(7)nm,b=1.02781(7)nm,c=1.15745(8)nm,α=94.632(2)°,β=100.944(2)°,γ=115.918(1)°,V=0.94382(12)nm^3,Z=1。晶体由[Mn(en)_3]^(2+)和(Sn_2Se_4Te_2)^(4-)堆积而成。具有Zintl结构的特征。半导体[Mn(en)_3]_2·Sn_2Se_4Te_2的光学能隙(E_g)为2.2eV。当温度低于190℃时,[Mn(en)_3]_2·Sn_2Se_4Te_2晶体是稳定的。详细讨论了这类化合物的组成对晶体结构和光吸收性能的影响。

低维Bi_2Te_3热电材料的制备与性能研究

用溶剂热法制备了直径在100nm以内的一维针状及厚20～30nm、长几微米的二维花朵状Bi2Te3热电材料,分析了不同形貌产物的生长机理,并对其热电性能进行了比较。结果表明,添加剂的分子结构对产物形貌起决定性作用。不同形貌产物的热电性能随温度变化的机制不同,一维纳米结构Bi2Te3产物的功率因子随温度升高而增加,最大值为143.1μΩ·m–1K–2。而二维纳米结构的Bi2Te3产物虽然在室温附近有较大的Seebeck系数,约100μV/K,但由于其电导率较低,功率因子在较宽的温度范围内保持在23μΩ·m–1K–2左右。

低维纳米Bi_2Te_3的研究

基于低维纳米Bi2Te3材料的微观结构,阐明纳米Bi2Te3的合成机理,总结不同形貌纳米Bi2Te3材料的合成工艺及其对热电性能的影响,为进一步优化纳米Bi2Te3材料的热电性能提供可靠的理论依据.

溶剂热法合成Sn(Pb)Te-Bi_2Te_3系热电材料及其性能研究

通过溶剂热-冷等静压成型-常压烧结工艺制备了准二元Sn(Pb)Te-Bi2Te3块体 热电材料.研究了前驱粉体的合成方法、生成机理及块体材料的显微结构和热电性能.