载流子输运性能对CdZnTe晶体脉冲X射线响应特性的影响

采用生长态高电阻CdZnTe晶体制备出平面电极探测器,室温下测试了其在脉冲X射线作用下的诱导电流曲线。分析了脉冲电流的上升时间以及脉冲衰减过程,发现脉冲上升时间约为2 ns,且不受外加偏压影响,而脉冲衰减过程可分为3阶段。利用α粒子结合飞行时间技术研究了CdZnTe晶体的载流子传输特性,分析了结构缺陷的散射和俘获-佉俘获对载流子传输特性的影响。同时对比了不同厚度的CdZnTe探测器在不同电压下对脉冲X射线的响应特性。结果表明,当外加电场强度增加时,诱导脉冲电流曲线的半峰宽呈指数衰减,但当探测器厚度大于0.2 mm时,随着探测器厚度的增加变化不明显。可能是由于材料中结构缺陷的浓度增加,对载流子的俘获和散射作用加剧,严重影响了载流子的传输过程和复合时间。     

CdZnTe晶体欧姆接触电极的制备工艺研究

高阻CdZnTe晶体是X射线及γ射线探测最优秀的材料.制备CdZnTe探测器最关键的技术之一就是在CdZnTe表面制备出欧姆接触薄膜电极.关于在CdZnTe晶体表面制备接触电极用导电薄膜,大都是采用蒸发镀膜技术,膜层与CdZnTe晶体结合不很牢固.本论文主要开展了在CdZnTe晶体上欧姆接触电极的选材和制备工艺的研究.理论分析了金属与CdZnTe半导体的接触关系,根据影响因素选择Cu/Ag合金作为电极薄膜材料.利用射频磁控溅射法成功地在CdZnTe晶体上制备出Cu/Ag膜.研究发现Cu/Ag合金膜的电阻率随溅射功率的增大而增大、衬底温度的升高而降低.从理论上对这一规律进行了解释.     

CdZnTe晶体中微米级富Te相与PL谱的对应关系

采用红外透过显微镜(IRTM)观察了不同条件下生长的CdZnTe晶体中微米级富Te颗粒.结合实际生长条件分析了不同富Te颗粒的产生以及形态演化.通过低温光致发光(PL)谱研究了CdZnTe晶体中杂质、缺陷的状态,以及晶体的结晶质量,并测试了相应晶体的电阻率.归纳出不同富Te颗粒的产生与对应晶体10 K温度下PL谱中特征...     

CdZnTe晶体生长中掺 In量对晶体电学性能的影响

通过在富Te环境下生长In掺杂CdZnTe晶体,实验研究了不同掺In量对晶体电学性能的影响,重点讨论了不同掺In量与晶体电阻率、载流子浓度及迁移率之间的关系.并对CdZnTe晶体中In掺杂的补偿机理进行了分析探讨.结果表明,当In掺杂量为5×1017cm-3时,得到了电阻率达1.89×1010Ω·cm的高阻CdZnTe晶体.     

温度梯度溶液生长法制备x=0.2的Cd1-xZnxTe晶体及性能研究

利用温度梯度溶液生长法(TGSG)在较低生长温度下制备了掺Al和掺In的x=0.2的Cd1-xZnxTe晶体,晶体起始生长温度约为1223K,温度梯度为20～30K/cm,坩埚的下降速度为1mm/h。采用红外显微镜、傅里叶红外光谱仪、扫描电镜能谱仪(SEM/EDS)和I-V测试分别研究了晶体中的Te夹杂相、红外透过率、Zn组分分布和电阻率。结果显示CdZnTe晶锭初始生长区、稳定生长区的Te夹杂相密度分别为8.3×103、9.2×103/cm-2,比垂直布里奇曼法生长的晶体低约1个数量级,红外透过率分别为61%、60%。Al掺杂CdZnTe晶体的电阻率为1.05×106Ω.cm,而In掺杂CdZnTe晶体的电阻率为7.85×109Ω.cm。晶锭初始生长区和稳定生长区的Zn组分径向分布均匀。     

掺杂情况下多层有机电致发光器件复合区域研究

建立了掺杂情况下多层有机电致发光器件激子复合发光的理论模型,复合发光区由于掺杂层的引入发生了漂移,发光区的位置及宽度主要由陷阱电荷浓度来确定,且复合区宽度会随着掺杂浓度、电场强度、温度的变化而改变.轻度掺杂时,由于载流子空间排列的无序性,降低了载流子迁移率,复合区宽度变窄;重掺杂时(＞0.5 mol%),则由于能量分布的无序性,增大了载流子迁移速度,使复合区域加宽.电场增强使电子和空穴迁移速度相差较大,引起复合区变窄;但当电场增大到1.6MV/cm时,很多陷阱电荷受到激发,产生激子的区域增多,所以复合区宽度反而增宽.低温时(T＜350 K),复合区宽度增加;但当温度升高时(T＞350 K),载流子浓度与载流子迁移率两者竞争的结果使复合区宽度减小.     

添加Ge的In_(10)Sb_(10)Ge三元合金热电性能

InSb单晶材料具有相当高的载流子迁移率,因而有良好的电学性能。本文采用缓慢凝固技术制备出In-Sb-Ge三元合金,并在320K到706K的温度范围内测量其热电性能。显微结构观察表明,In-Sb-Ge三元合金的微观组织由嵌入含锗相的锑化铟相组成,这一结果与X射线衍射分析的结果相符。性能测试表明,其晶格热导率在整个温度范围内都非常低,尤其在低温下更低,而载流子热导率随温度的升高,从6.3(W.m-1.K-1)降低到2.4(W.m-1.K-1),在热传输过程中起主要作用。在708K时In10Sb10Ge合金的最高ZT值为0.18。     

基于热刺激电流的空间电介质载流子迁移率测量方法

为了研究空间用聚酰亚胺材料在不同温度下的载流子迁移率,提出了基于热刺激电流(TSC)测量载流子迁移率的模型。对试样施加一段时间的电压,会有电荷注入到材料中。当试样温度降低到液氮温度时,注入电荷被保持在材料的陷阱中。假设入陷的电荷服从玻尔兹曼分布,陷阱中电荷会随着材料温度的上升而出陷,然后在自建电场的作用下向电极传输。在这个物理模型的基础上,推导出了载流子迁移率的解析公式。通过计算,得到了聚酰亚胺在不同温度下的载流子迁移率。同时,采用空间电荷限制电流方法测量了聚酰亚胺材料的迁移率。通过比较2种方法得到的迁移率表明,提出的迁移率计算模型可以比较精确地得到在强场下较大温度范围内的载流子迁移率。该方法为空间介质电荷输运规律和机理的研究提供了基础。     

室温辐射探测器用CdZnTe晶体生长及器件制造工艺进展

半绝缘CdTe和CdZnTe室温半导体探测器已在工业监测、医疗和成像、核安全及科学研究等多方面得到应用。Cd1-xZnxTe室温X射线和Y射线探测器的性能与材料和器件中的缺陷(它控制器件中载流子输运)密切相关。欲提高该种器件及器件阵列的性能，需不断改进晶体生长与器件制造工艺，重点是降低晶体内、界面、亚表面和器件表面上的缺陷。     

CdZnTe像素探测器表面的氧离子刻蚀工艺

本文报道了CdZnTe像素探测器电极的氧离子刻蚀工艺。通过I-V特性、PL谱以及XPS等实验结果分析了氧离子刻蚀对CdZnTe表面成分、缺陷以及漏电流的影响。研究结果表明,表面氧离子刻蚀在CdZnTe晶体表面形成了致密氧化层。刻蚀功率过大时,刻蚀过程中氧离子轰击会对CdZnTe晶体表面造成损伤,使表面漏电流急剧增大。减小刻蚀功率,延长刻蚀时间,可以增强刻蚀过程中的化学作用,减少CdZnTe晶片的表面氧化与损伤,使表面漏电流降低。