热激电流谱确定CZT:In中的陷阱能级(英文)

熔体法生长的半绝缘碲锌镉(Cd1-xZnxTe 或者CZT)晶体中存在着很多缺陷,这些缺陷作为陷获中心在带隙中引入了深能级,从而严重影响 CZT 的探测性能。分别采用初始上升法和同步多峰分析法(SIMPA)分析热激电流谱(TSC),从而获得了半绝缘的铟掺杂的Cd0.9Zn0.1Te晶体中的陷阱能级分布。结果表明:由于重叠峰的干扰,初始上升法在确定陷阱峰的最大值时会产生较大的误差;而 SIMPA法被证实适用于分离重叠峰,可同步获得较全面的陷阱能级分布。基于此,获得了半绝缘 CZT:In晶体的缺陷能级分布结果,即包含十个陷阱能级和一个影响暗电流分布的深施主能级 EDD。此外,通过EDD能级与费米能级的关系,解释了CZT:In晶体获得高阻特性的原因。     

化学机械抛光在光学晶体加工中的应用

晶体材料的深入研究加速了现代科学技术的发展,其需求量也迅速增加。在很多应用领域要求晶体的表面超光滑,因此晶体表面处理和加工成为目前研究的热点。介绍了几种典型光学晶体(蓝宝石晶体、铌酸锂晶体、三硼酸锂晶体、碲锌镉晶体、氧化镁晶体、碳化硅晶体和锑化铟晶体)化学机械抛光的最新研究成果,并探讨了光学晶体化学机械抛光存在的问题及发展趋势。     

微型计算机自动控制CZ硅单晶等径生长

采用CZ法生长硅单晶时,其固体和熔体中的温度梯度是决定晶体生长速度的主要因素。生长速度、晶体直径和炉温三者之间存在着复杂的联系,晶体直径的控制又是一个大热容量滞后的多变量系统。因此常规仪表难以胜任。     

Ⅱ-Ⅵ族多元化合物半导体晶体生长及器件研究进展

Ⅱ-Ⅵ族多元(三元及三元以上)化合物半导体晶体是一类非常重要的光电子材料，多为闪锌矿结构，具有直接跃迁型能带结构。可以通过掺入不同的杂质获得n型或者p型半导体晶体材料。这些晶体具有原子序数大、电阻率高、载流子迁移率寿命积大、光吸收系数好等特点，可用于室温辐射探测器、太阳能电池、法拉第磁性器件等领域。本文介绍了Ⅱ-Ⅵ族多元化合物半导体晶体的结构和物理性质，结合生长方法综述了晶体生长的研究进展，分析讨论了器件的主要应用，并展望了该类晶体材料未来的发展方向。     

碘化汞晶体的热处理与探测器性能表征

利用自行设计的垂直两温区晶体生长炉,采用静态升华法生长α-HgI2晶体。经过23 d的生长,获得了尺寸约为15 mm×12 mm×5 mm的α-HgI2晶体。通过XRD和4155CVIV电学测试仪表征晶体的相关特性,并对利用该晶体制备的探测器进行核辐射探测性能测试。结果表明,生长的α-HgI2晶体富碘。对晶体适宜的加热可以有效减少富碘现象。晶体的电阻率约为1012 Ω·cm。制备的α-HgI2核辐射探测器对未使用准直器的241Am 辐射源（59.5 keV）在室温下的分辨率为14.6%（8.69 keV）     

钒掺杂Cd0.9Mn0.1Te晶体生长与深能级缺陷研究

CdMnTe(碲锰镉)材料作为新一代的半导体材料，在核辐射探测领域具有很高的应用价值。本文采用Te溶液垂直布里奇曼法生长Cd0.9Mn0.1Te: V晶体，研究其光电性能及深能级缺陷的分布。紫外-可见-近红外光谱分析表明晶锭中部和尾部的禁带宽度分别为1.602 eV和1.598 eV。光致发光谱中，晶体的(D0,X)峰形尖锐，半峰宽较小，表明缺陷或杂质含量低，晶体质量好。室温I-V测试晶锭中部和尾部晶体电阻率分别为2.85×1010 Ω?cm和9.54×109 Ω?cm，漏电流分别为3 nA和8.5 nA。霍尔测试表明晶体导电类型为n型。通过热激电流谱研究了Cd0.9Mn0.1Te: V晶体中缺陷的能级和浓度，其中晶锭中部和尾部样品中源于Te反位(Te2+ Cd)的深施主能级(EDD)的值分别为0.90 eV和0.812 eV。并且深施主能级EDD使费米能级位于禁带中央，从而使晶体呈现高电阻率。     

附加碳源对SiC单晶生长过程的影响

研究了用物理气相传输（PVT）法制备SiC单晶的过程中附加碳源对晶体生长速度及缺陷的影响，并将活性炭与SiC粉末一起加入到石墨坩埚中进行晶体生长。用XRD分别测定了晶体生长前后坩埚与活性炭的石墨化度，并用光学显微镜观察了晶体中的缺陷。结果表明，随晶体生长过程的进行石墨坩埚的活性降低，直接导致晶体生长速度减慢，并使籽晶表面Si液相形成的可能性增大，与Si液相相关的缺陷增多。活性炭的加入给生长过程提供了充足的碳源，提高了晶体的生长速度，并抑制了籽晶表面Si液相的形成，从而降低了与Si液相相关缺陷出现的几率。     

蓝宝石热物性能对SAPMAC法晶体生长影响的模拟分析

利用数值模拟计算方法对材料热物性能对晶体生长的影响进行了计算分析,计算表明:晶体与熔体具有相同的热导率时,较小的热导率能够有效降低晶体内温度梯度和界面凸出率;晶体热导率各向异性时,较大的径向热导率,较小的轴向热导率更有利于保持微凸的生长界面;热熔、潜热对温场几乎没有影响.选α轴为结晶取向,成功生长出了直径达230 mm、高质量蓝宝石晶体.     

宝石级金刚石单晶生长机制的研究---低速生长条件下的晶体生长特性

高温高压温差法生长优质宝石级金刚石单晶要求严格控制晶体的生长速度,因为晶体生长速度过快会导致熔体金属来不及扩散从而在晶体中产生包裹体,影响晶体的质量。本文考察了低速生长条件下宝石级金刚石单晶的生长情况,结果发现,在以{100}面作为晶种的生长面的情况下,无论合成温度高低,低速生长(本文中为0．40mg/h)出的晶体中均不存在金属包裹体,这与日本住友公司早期的结果有所不同。     

蓝宝石热物性能对SAPMAC法晶体生长影响的模拟分析

利用数值模拟计算方法对材料热物性能对晶体生长的影响进行了计算分析，计算表明：晶体与熔体具有相同的热导率时，较小的热导率能够有效降低晶体内温度梯度和界面凸出率；晶体热导率各向异性时，较大的径向热导率，较小的轴向热导率更有利于保持微凸的生长界面；热熔、潜热对温场几乎没有影响。选a轴为结晶取向，成功生长出了直径达230mm、高质量蓝宝石晶体。     

磁性材料在磁场中凝固取向的临界条件研究

抑制凝固过程中熔体内部的湍流是获得沿易轴取向晶体组织的关键。在凝固过程中，熔体内部的对流状态主要受冷却速率影响，修正的瑞利数被用来描述不同冷却速率下的熔体湍流程度。当反映熔体紊乱程度的瑞利数小于磁场作用下的临界瑞利数时，熔体的内部扰动被磁场抑制，生长中的晶体将克服热无序作用平行于磁场沿易磁化轴取向。修正的瑞利数和临界瑞利数接近时的凝固和磁场参数可作为磁性材料晶体生长取向控制的临界条件。     

基于数学模型的CdZnTe合金晶体生长过程影响因素分析

采用垂直布里奇曼法制备了Cd Zn Te单晶合金,并基于熔体流动方程和能量方程分析了熔体过热温度、坩埚壁强化换热以及坩埚加速旋转对Cd Zn Te合金晶体的生长过程及成分偏析的影响。结果表明,熔体的对流强度、固液界面的凹陷深度和熔体的等浓度密度受熔体的过热温度、坩埚侧面散热强度和坩埚加速旋转影响较大,而合金晶体内轴向等浓度和径向偏析基本不受坩埚侧面散热强度的影响。     

光电功能晶体材料研究进展

光电功能晶体,包括激光晶体、非线性光学晶体、电光晶体、介电体超晶格、闪烁晶体和PMN-PT驰豫电单晶等,在高技术发展中具有不可替代的重要作用。近年来,我国在这些重要晶体材料的生长、基础研究和应用方面都获得了很大成绩。综述了光电功能晶体材料研究和应用的部分进展。在此基础上,提出进一步发展晶体理论,扩大理论的应用范围,注重晶体生长基本理论研究,发展新的晶体生长方法和技术,加强晶体生长设备研制,加强晶体从原料到加工、后处理、检测及镀膜等全过程的结合等建议,以全面提高我国光电功能晶体研究发展及其产业化水平。     

垂直布里奇曼法CdMnTe晶体生长过程的数值模拟与实验研究

为经济高效获得Cd_1-xMn_xTe晶体垂直布里奇曼法(vertical Bridgman method,VBM)生长条件,基于有限元软件建立二维有限体积数值模型,模拟了VBM生长Cd_1-xMn_xTe的晶体过程;探究坩埚内部熔体的传热、流动以及生长界面变化情况,分析5、10和15 K/cm 3种不同温度梯度条件对固液界面的影响。结果表明,晶体生长初期,固液界面径向流速差较大,从而使生长界面略凹向晶体;随着晶体生长的进行,固液界面逐渐平缓,开始有利于良好晶体的生长;在生长中后期,固液界面变为凸面,随着温度梯度的增大,可以更好地抑制对流,有利于获得高质量晶体。在模拟结果的基础上,调整不同阶段坩埚下降速度,进行Cd_0.9Mn_0.1Te晶体的制备,成功地生长出质量良好的Cd_0.9Mn_0.1Te晶体。     

高剂量离子辐照效应对CdZnTe:In晶体光电性能的影响（英文）

研究了离子辐照效应对CdZnTe(CZT)晶体光电性能的影响。采用Ar离子对改进的垂直布里奇曼法生长的CZT晶体进行辐照,剂量范围为1014～1015 cm-2。红外透过光谱测试结果表明,辐照前晶体样品的高直型光谱转变为辐照后的上升性光谱。辐照诱导产生的高浓度自由载流子引起的光吸收在红外透过光谱的中红外范围内占主导地位。由于离子辐照发生在单侧照射面的近表面区域,辐照后晶体样品的I-V特性曲线变得极不对称。在负偏压的条件下,电流随着电压的增大而急剧增大。霍尔效应测试结果表明,辐照前晶体样品的净载流子浓度约为106 cm-3,而辐照后的净载流子浓度大幅增加,约为1016 cm-3。CZT晶体的导电类型在离子辐照前后并没有发生变化,施主缺陷能级在辐照诱导缺陷中占主导地位。     

Yb：KY（WO4）2晶体生长及缺陷分析

采用顶部籽晶提拉法(TSSG)从助溶剂K2W2O7中生长出尺寸为25 mm×21 mm×18 mm的YbKY(WO4)2激光晶体.对原料进行了预烧,有效地抑制了原料的挥发.采用XRD,热重-差热分析(TG-DTA)及红外光谱对样品进行了表征.实验表明所生长的晶体为β-YbKYW.用偏光显微镜对晶体生长条纹、生长丘、生长台阶和包裹物等缺陷进行了观察,认为它们形成的原因是晶体生长工艺不稳定,温度梯度过大,拉速和降温速率过快等.     

一种新的精炼太阳能级多晶硅工艺的热力学分析(英文)

提出了一种新的硅精炼工艺生产太阳能级多晶硅,即Si-Al熔体低温凝固精炼硅技术。通过杂质在固相硅和Si-Al熔体中的分离热力学分析研究了采用Si-Al熔体分区凝固精炼硅的可行性。用温度梯度区域熔炼法来测定磷和硼的分离比,采用热力学计算金属杂质的分离比。新工艺具有很小的杂质低温分离比,表明其有很好的精炼能力。采用感应加热分区凝固实验进行验证;对Si-Al合金定向凝固中硅晶体生长进行了研究,结果表明,硅晶体的生长过程是受扩散控制的。     

坩埚石墨化度对SiC单晶生长过程的影响

研究了用改进Lely法制备SiC单晶的过程中坩埚石墨化度对物质传输和晶体生长速度的影响。在不同温度下进行石墨化处理得到了实验所用的坩埚。用XRD方法定量测定了晶体生长前坩埚的石墨化度，并用SEM分析了晶体生长后坩埚内壁的反应情况。实验结果表明，石墨坩埚在SiC晶体生长过程中是一个非常重要的碳源提供者：当坩埚的石墨化程度较低时，晶体的生长速度快，生长速度由生长温度所控制；随着坩埚石墨化程度的提高，晶体生长速度减慢并由坩埚石墨化度所控制；当石墨化度进一步提高的时候，籽晶被碳化，晶体不能正常生长。     

中子探测用LiInSe2晶体生长及表征

LiInSe₂晶体是一种可在室温下探测热中子的新型半导体中子探测材料。本文采用低温合成法，获得大量高纯多晶LiInSe₂原料，通过改进生长工艺得到了高质量的红色LiInSe₂晶体。通过研究晶体的透过率、夹杂相等，表征了晶体的生长质量，测试晶体对α粒子的响应来研究晶体进行中子探测的可能性。结果表明，晶体的红外透过率为75%，禁带宽度为2.3 eV，夹杂相密度达到2 900个/cm²，夹杂相的尺寸在1～10μm左右。测得电阻率在5×10¹¹Ω·cm左右，对α粒子的能量分辨率为55%。     

坩埚内壁碳膜对Bridgman法生长CdZnTe晶体热应力的影响

采用热弹性模型计算了垂直Bridgman(VB)法生长CdZnTe单晶体过程中的应力场,研究了坩埚内壁碳膜的厚度对晶体内热应力的影响.计算结果表明:晶体边缘与坩埚内壁接触位置的热应力远大于晶体中心处的热应力.晶体生长过程中存在两个高应力区:与坩埚接触的晶体底部与顶部(固/液界面下方)区,两个区的最大应力值在凝固过程中迅速增加,在随后的晶体冷却过程中较缓慢增大.增加碳膜厚度可以显著减小晶体边缘的热应力,然而对晶体中心的热应力影响较小.晶体生长完成85%左右时,用涂石墨坩埚生长的晶体比用石英坩埚生长的晶体的最大热应力小55%以上.