基于择优掺杂取向研究Y掺杂量对ZnTe电子结构和吸收光谱的影响

Zn Te由于其特有的禁带宽度,光学性质以及可重掺杂等特性,使得众多学者对其进行了系列的相关研究,但关于Y掺杂浓度和掺杂方式对Zn Te性质的影响却鲜有报道.作者采用密度泛函理论框架下的广义梯度近似方法,分别计算了Y在掺杂浓度为1.56at%、3.12at%、4.69at%下Zn Te的几何结构、能带结构、态密度分布、吸收光谱等性质,以及不同掺杂方式对体系的影响.结果表明:在掺杂浓度为3.12at%,掺杂方式不相同时,掺杂原子沿[111]晶向排布的形成能最低,即[111]晶向为择优晶向.当掺杂浓度为4.69at%时,择优晶面为(111)面.若要实现更高浓度的Y掺杂,沿(111)晶面掺杂更容易实现.对于实验而言,更高浓度的Y掺杂,掺杂原子在Zn Te体系中更容易沿(111)晶面进行集中排列. Y掺杂Zn Te后,体系的禁带宽度变大,吸收光谱发生蓝移,对可见光的吸收强度减小.在浓度为3.12at%时禁带宽度最大,蓝移现象最明显,吸收强度最小. Y掺杂后体系变为n型半导体,可以使用这种掺杂方式制作P-N结二极管.

ACRT技术对大尺寸ZnTe晶体溶液法制备及其性能影响

太赫兹(Terahertz,THz)技术在工业无损检测、科学研究和军事领域发挥着越来越重要的作用。作为太赫兹产生和探测最常用的电光晶体材料,ZnTe晶体在生长中依然面临众多挑战。为了制备大尺寸、均匀性好、高性能的ZnTe单晶,本研究在温度梯度溶液法生长ZnTe晶体过程中引入坩埚旋转加速技术,制备具有高结晶质量的ZnTe晶体。模拟计算得到不同坩埚旋转速度下生长界面处对流场和溶质分布,研究了坩埚旋转对晶体生长过程中的固液界面稳定性和晶体内Te夹杂分布的影响规律,证明坩埚旋转加速技术可以有效地促进熔体流动,改善溶质传质能力,稳定溶液法晶体生长的固液界面,不仅避免出现尾部混合相区,也减少了ZnTe晶体内Te夹杂相的数量并减小其尺寸。通过进一步优化坩埚旋转参数,制备出具有较高结晶质量的大尺寸ZnTe晶体(ϕ60 mm)。同时,得益于晶体良好的均匀性,晶体对太赫兹的高响应区域超过90%,边缘效应小,满足太赫兹成像要求。研究表明,引入坩埚旋转加速技术为制备大尺寸ZnTe基电光晶体提供了新的思路。

大尺寸ZnTe晶体的生长与性能

碲化锌(ZnTe)非线性晶体是一种常用的产生和探测太赫兹(THz)波的电光材料,在THz探测和成像等领域具有重要的应用价值。然而,目前制备高质量、大尺寸的ZnTe晶体仍然面临挑战。本文采用压力辅助的垂直布里奇曼法,成功生长出尺寸为∅40 mm×140 mm的完整ZnTe单晶棒,并对其晶体结构、结晶质量、光学与电学性能进行了表征和分析。针对Te夹杂相对晶体性能的影响,初步探索了ZnTe晶体的退火工艺。研究结果表明,在850℃、Zn气氛下退火200 h,晶体在可见-近红外波段(400~2500 nm)的透过率达到62%,电阻率为10^(4)Ω·cm,在0.2~2 THz的吸收系数为5~15 cm^(-1)。测试及分析结果为实现高质量ZnTe晶体的制备提供了参考。

ZnTe纳米材料的合成方法及性能研究进展

ZnTe宽带隙半导体由于具有高的光学透明度、低电子亲和力和易于掺杂,目前在光电设备和光催化领域应用具有广泛的应用。大量研究表明,材料纳米化可以突破体相材料的应用限制,开发出更多优越的物理化学性能。然而,简单且可控的制备出结构稳定、尺寸均一的ZnTe纳米材料是这一材料进一步应用的技术前提。介绍了通过热蒸发、分子束外延、磁控溅射、水热/溶剂热、密闭空间升华和化学气相沉积等合成ZnTe纳米材料的方法,讨论了不同形貌的ZnTe纳米材料在各种领域的应用。

ZnTe Cu薄膜的制备及其性能

用共蒸发法在室温下沉积了 Zn Te∶ Cu多晶薄膜 .刚沉积的不掺 Cu的薄膜呈立方相 ,适度掺 Cu时为立方相和六方相的混合相 .随着 Cu含量的增加 ,六方相增加 ,光能隙减小 .根据暗电导温度关系 ,结合 XRD和 DSC的结果 ,认为在 110℃、170℃开始出现类 Cu Te、类 Cu2 Te相以及 Cu0、Cu+离解的结果导致电导温度关系异常 ,应用这种薄膜作为背接触层获得了转换效率为 11.6 % ,面积为 0 .5 2 cm2 的 Cd S/Cd Te/Zn Te∶

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．

ZnTe(ZnTe∶Cu)多晶薄膜的XPS研究

用共蒸发法在室温下制备了ZnTe及ZnTe∶Cu多晶薄膜,测量了电导率温度曲线,发现不掺杂的ZnTe薄膜的暗电导随温度的增加而线形增加,呈常规的半导体材料特征;掺Cu的ZnTe薄膜在温度较低时,lnσ随温度升高而缓慢增加,随后缓慢降低,达到一极小值,当温度继续升高时又陡然增加,呈现异常现象。用XPS研究了N2气氛下退火前后表面状态,发现不掺Cu的ZnTe薄膜呈现富Te现象。掺Cu后Te氧化明显,以ZnTe形式存在的Te明显减少;ZnTe∶Cu薄膜中Zn的含量在退火前后变化明显,退火前,Zn主要以ZnTe形式存在,退火后Zn原子向表面扩散,使表面成分更加均匀,谱峰变宽;退火时,部分Cu原子进入晶格形成CuxTe相,引起载流子浓度变化,导致ZnTe∶Cu多晶薄膜的电导温度关系异常。

PVT法生长ZnTe晶体的技术

采用无籽晶物理气相传输(PVT)方法生长出ZnTe晶体。实验开始,温差较大,压强相对较低,造成晶体生长速率过快,从而以各成核点为中心进行岛状生长,形成了结构密集的ZnTe多晶结构。实验过程中,通过调整原料区与生长区温差和压强等工艺条件进行一系列籽晶扩大实验。发现适当缩小温差、增加生长压强有益于籽晶横向扩展。当温差缩小到35℃,压强增加到230 mbar(1 mbar=102 Pa),生长出了直径45 mm、厚度8 mm的ZnTe单晶。观察发现,晶体表面存在明显的孪晶线,孪晶线产生原因为生长前籽晶边缘有破损,导致生长过程突变。取其较大的单晶进行XRD测试,结果显示该ZnTe单晶具有良好的〈111〉晶向和结晶质量。

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.

Sb掺杂ZnTe薄膜结构及其光电性能

采用真空蒸发工艺在玻璃衬底上制备了ZnTe和掺Sb-ZnTe多晶薄膜,并在氮气气氛中对薄膜进行热处理。分别利用XRD、SEM、紫外-可见分光光度计、霍尔效应测试仪对薄膜的晶体结构、表面形貌、元素组成以及光学、电学性能进行表征,研究Sb掺杂量和热处理对薄膜性能的影响。结果表明:未掺杂薄膜为沿(111)晶面择优生长的立方相闪锌矿结构,导电类型为P型。Sb掺杂并未改变ZnTe薄膜晶体结构和导电类型,但衍射峰强度降低;Sb含量直接影响着Sb在ZnTe中的存在形式,掺Sb后抑制了薄膜中Te和Zn的结合,使薄膜中Te的含量增加;室温下薄膜的光学透过率和光学带隙取决于掺Sb浓度和退火温度,并且掺Sb后ZnTe薄膜的载流子浓度显著增加,导电能力明显增强。

真空蒸发制备ZnTe薄膜性能

利用真空蒸发技术在玻璃衬底上获得ZnTe薄膜。在室温下利用Zn和Te单质制备ZnTe薄膜成膜困难且性能起伏不定 ,通过对不同工艺条件的比较选择 ,发现在衬底温度大于 90℃时制备的样品是一种性能稳定具有良好光学特性的薄膜。提高衬底温度后 ,ZnTe薄膜具有沿 [0 0 2 ]晶向择优取向 ,并由灰黑色不透明变成砖红色透明 ,透过率在可见光范围内明显升高。

稀土Dy掺杂ZnTe薄膜光学性能及其XPS研究

本文采用真空蒸发法,在玻璃衬底上制备了稀土元素Dy掺杂的ZnTe薄膜。利用X射线衍射仪、原子力显微镜、紫外-可见分光光度计、XPS对薄膜的物相结构、表面形貌、光学特性、元素成分等进行了测试。XRD测试结果表明,薄膜的结构均为立方晶系闪锌矿结构,择优取向为(111)晶面,Dy掺杂会使(111)峰强减弱;透射光谱表明Dy掺杂会使薄膜的光学带隙减小;XPS分析表明,薄膜的主要成分为ZnTe,掺杂后Zn和Te的特征峰均向高能端发生移动。。

偏振方向对ZnTe电光THz辐射探测的影响

在实验上研究了探测光的偏振方向对ZnTe晶体THz探测的影响 .在一周 36 0°范围内 ,测量出现两次零值 ,角度间隔为 180° ,在两个零值之间的 90°处出现不为零的小值 ,4 5°处不为最大值 .将ZnTe晶体在THz辐射电脉冲作用下产生的电光效应等效于瞬间任意波片 ,用琼斯矩阵法模拟实验过程 ,结果表明除在 90 0 处出现零值外其余模拟结果与实验结果相符 .用THz光子与横光学声子相互作用模型对此进行了定性解释 .

〈331〉晶向ZnTe单晶的太赫兹辐射-探测性能理论研究

根据光整流效应辐射太赫兹理论,计算了〈331〉晶向ZnTe单晶的太赫兹辐射性能.通过与〈110〉、〈111〉晶向对比,当晶体方位角为0°或180°时,利用〈331〉晶向ZnTe单晶辐射太赫兹信号可以与〈111〉晶向相当,强于〈110〉晶向.利用电光取样原理,计算了〈331〉晶向ZnTe单晶的太赫兹探测性能,通过理论计算为〈331〉晶向ZnTe晶体有效辐射太赫兹波提供理论依据.

微重力ZnTe:Cu晶体生长及阴极荧光光谱(CL)分析

利用Te熔剂方法,在天宫二号飞船上成功地生长了ZnTe:Cu晶体.微重力下生长的晶体质量优于地面生长的晶体,相同实验条件下,天宫二号上生长的晶体尺寸明显大于地面尺寸.通过阴极荧光光谱(CL)无损检测技术测试了5 kV、15 kV、25 kV高压下的ZnTe:Cu晶体的阴极荧光图谱及光谱.

ZnTe薄膜性能研究

用真空共蒸发法在室温下制备了ZnTe:Cu多晶薄膜。用XRD表征薄膜结构,刚沉积未掺Cu和适度掺Cu的薄膜为立方结构,高度(111)择优,重掺Cu的为立方和六方混合相。室温时薄膜的形貌和光能隙取决于掺Cu浓度和退火温度,并通过透射光谱的测量计算出光能隙。

ZnTe插层对CdS/CdTe光伏器件性能的影响

从理论上分析了CdS/CdTe/Au器件的暗态、高正偏压下电流饱和(Roll over)和光照、高正偏压下光暗I V曲线相交(Crossover)现象。通过对比有无插层的CdTe太阳电池在C V、I V特性和光谱响应的不同,肯定了插层对改善背接触特性的作用;发现它还可以改善器件前结CdS/CdTe的二极管特性和短波光谱响应。实验结果还表明,不掺杂的ZnTe对提高器件的效率是必要的。恰当的不掺杂层厚度和退火温度能最有效地改进CdTe太阳电池的性能,而对填充因子的提高最为显著。

CdSe／ZnTe超晶格微观界面模的多声子喇曼光谱研究

在ＣｄＳｅ／ＺｎＴｅ超晶格中观察到了超晶格的微观界面模的基础上，本文主要研究了这种微观界面模的多声子散射，结果表明我们首次观察到了达４级的微观界面模的多声子喇曼散射，它具有不同于光学类体模多声子谱的光谱特征及共振行为，通过分析，我们认为这种不同正是微观界面模具有强烈的局域特性的反映．

Pr掺杂ZnTe薄膜的结构及光学特性

利用真空蒸发的方法制备ZnTe多晶薄膜,并采用双源法对薄膜进行了稀土元素Pr的掺杂。用XRD、紫外可见分光光度仪、冷热探针对薄膜的性质进行了表征。结果表明,当原子配比Zn∶Te=1∶0.7,热处理温度T=500℃时,可制备较理想的ZnTe多晶薄膜。稀土Pr掺杂并未改变样品的物相结构,但使薄膜光吸收增大而光学带隙增大。

大尺寸ZnTe单晶生长技术的研究进展

介绍了以光电应用为背景的大尺寸ZnTe单晶生长技术的研究进展,综述了大尺寸ZnTe单晶不同生长技术的特点及其对单晶性能的影响,重点分析了为解决ZnTe生长过程中存在的蒸汽压过高的问题,通过控制提高Te的比例,实现低温低压生长,对比了不同生长方法的生长机理差异及其对单晶尺寸、缺陷和性能的影响,为寻求解决大尺寸单晶生长面临的问题提供了参考。