高阻值 CdZnTe晶体的退火改性

采用 Cd1－ yZny合金作退火源,对垂直布里奇曼法生长获得的 Cd0.9Zn0.1Te晶片进行了退火处 理.实验结果表明,退火后,晶片中 Zn的径向成分偏离从 0.15at ％降低到 0.05at％, Al、 Na、 Mg、 Cu等杂质的含量得到一定程度的降低,代表结晶质量的半峰宽从 182″下降到 53″,而红外透过率从 56.6％提高到 62.1％,电阻率则从 7.25× 108Ω cm提高到 2.5× 1010Ω cm.可见,在合适的条件下 对高阻值 CdZnTe晶体进行退火处理可以提高晶体的性能.     

探测器级CdZnTe晶体变温特性研究

采用未经准直能量为5.48MeV的241 Amα粒子,研究了温度在230～300K范围内,不同电场作用下CdZnTe晶体的脉冲响应信号,分析了载流子传输特性随温度变化的规律。对比了室温(298K)以及280K下探测器对241 Am@59.5keVγ射线的响应光谱。同时分析了1500V/cm电场作用下探测器漏电流随温度的变化规律。研究表明,对于性能优异的CdZnTe晶体,载流子迁移率寿命积随温度变化较小。而对于存在de-trapping(去俘获)缺陷的CdZnTe样品,光生载流子在晶体中的传输会显著减缓,且随温度的降低,其对脉冲波形的影响加剧。而温度降低可以减少提高探测器的能量分辨率。     

CdZnTe晶体沉淀物特性的研究

通过观察和分析CdZnTe晶体中富Te和富Cd沉淀物在红外透射显微镜下的形貌特征,从实验上证实在正四面体或八面体结构的富Te沉淀物内部存在空洞。分析表明,和正四面体沉淀物相邻的CdZnTe材料表面为(111)B面,构成八面体的另外4个面为(111)A面,(111)B面为表面能密度最低的慢生长面。结合化学腐蚀的观察结果发现,红外透射显微镜下呈星状结构的富Cd沉淀物由中心区沉淀物和外围高密度位错集聚区构成,中心区沉淀物大多为不规则形状。通过分析〈111〉和〈110〉晶向上富Cd沉淀物的形貌特征,确定了星状结构的延伸方向为〈211〉晶向,高密度位错集聚区的大小比沉淀物尺寸大出数倍。对沉淀物与周边材料的作用机理也进行了分析。     

40~125kV脉冲X射线参考辐射场的建立

为解决用于X射线诊断、安检等涉及到的脉冲X射线剂量监测仪表的时间响应修正问题,建立了模拟上述辐射条件的40~125kV脉冲X射线参考辐射场。该参考辐射场同时具备了常规辐射场特性和脉冲辐射场特性。基于栅控技术的高压发生器可以调控光管产生不同脉冲特性的X射线,使用脉冲时间测量模块对产生X射线的脉冲特性(上升和下降沿时间、曝光时间等)进行测量,得到的结果表明该参考辐射场可用于主动式剂量监测设备的时间响应修正和剂量溯源。     

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.     

X射线束点尺寸对X射线相位衬度成像的影响

X射线相位衬度成像利用X射线穿过样品后的相位变化, 通过衍射信息来获得样品的结构特征。X射线相位衬度成像在生物影像、显微成像以及材料科学研究中有重要的应用。如果X射线成像样品物质密度比较低, 它对X射线的吸收很小, 所以常规的吸收衬度成像质量较差, 不易分辨样品的结构细节。理论分析和实验研究都表明当X射线束点尺寸减小到一定尺度后, X射线源的空间相干性增强, 采用相位衬度成像可以提高低密度样品的成像质量。X射线相位衬度成像质量与X射线束点尺寸, 样品到影像记录平面之间距离直接相关。本文研究了X射线束点尺寸与低密度样品影像边沿轮廓宽度和对比度之间的影响关系。研究结果表明, 根据低密度样品的介电常数、X射线源到样品距离, 以及样品到影像记录平面距离, 存在最优化的X射线束点尺寸。在该最优化配置条件下, 低密度样品的X射线成像可以获得最好的图像质量。     

CdZnTe单晶的机械抛光及其表面损伤层的测定

研究了CdZnTe单晶片的机械抛光工艺.采用SiO2和MgO进行分步机械抛光后的晶片光亮平整,在光学显微镜下观察没有划伤,采用New View5000TM测得抛光后晶片的表面粗糙度Ra为8.752nm.采用X射线摇摆曲线的半峰宽表征了表面损伤程度.通过分析不同时间腐蚀后晶片的质量和半峰宽值,计算出机械抛光产生的表面损伤层厚度约为26.7μm.     

X射线粉末衍射仪性能的评估

叙述从衍射数据的质量来评估X射数粉末衍射仪的性能的观点和方法。主要衍射数据为衍射峰的位置（布拉格角2θ）,衍射的强度（衍射峰的积分强度Ⅰ和各测量点强度Y）和衍射峰的峰形（半峰宽H与分辨率）。     

Mn掺杂ZnO薄膜的软X射线发射光谱研究

利用先进光源(ALS)8.0.1光束线的软X射线荧光谱仪, 对采用分子束外延(MBE)设备在200℃下生长的Zn_0.97Mn_0.03O和Zn_0.67Mn_0.33O薄膜样品进行了电子结构的研究. 根据共振和非共振Mn L_2,3边的X射线发射光谱, 计算出Mn L₂与Mn L₃发射峰相对积分强度的比值(I(L2)/I(L3)), 可知样品的铁磁性与自由d载流子的数目有关. 在Zn_0.97Mn_0.03O中, Mn主要处于替代位置, 并表现出较强的Coster-Kronig(C-K)跃迁效应, 这说明样品中存在大量的自由d载流子. 这些非局域的d载流子的行为类似于巡游电子, 与Ruderman-Kittel-Kasuya-Yosid(RKKY)模型下计算得出的间隙Mn提供的4s电子, 都可成为铁磁交换作用的媒介. 在Zn_0.67Mn_0.33O中, 自由d载流子的数目较少以及MnO团簇的存在是导致铁磁性向反铁磁性转变的主要原因.     

X射线安检仪性能检测研究

X射线安检仪(以下简称安检仪)受到使用频率及人为因素的影响,其技术性能参数肯定会发生漂移、变化,导致测量结果失准,因而需要定期进行计量性能检测,以保证其正常有效运行,确保监测结果的准确可靠。该文对安检仪的特点、作用以及主要性能参数的检测方法作了一定的研究。     

Surface characteristics of titanium deuteride films irradiated by pulsed ion beam

Surface morphology and phase structure of titanium deuteride film irradiated by intense pulsed ion beam (IPIB) with energy density of 0.5J/cm² have been investigated by using scanning electronic microscopy, X-ray diffraction and finite element analysis in order to explore the interaction mechanism between IPIB and titanium deuteride film. Three titanium deuteride films were irradiated at 1,5,10 times respectively and the surface morphology varied with shot number. It has been found that, under the current beam parameters, the degree of melting and cracking enhances with shot times. The X-ray diffraction reflects that no prominent change of phase structure exists after irradiation but some extent of preferred orientation and residual stress can be observed. According to finite element analysis, we have, in some extent, successfully explained the causes of melting and cracking on the film’s surface.     

控制降温对近空间升华法沉积CdZnTe薄膜形貌与结构的影响

采用场发射扫描电镜和X射线衍射技术研究了生长结束后的降温过程对以近空间升华法生长的CdZnTe薄膜形貌与结构的影响。分析了快速(炉冷,673K以上-8K/min)和慢速(-2K/min)两种降温速率下获得的CdZnTe薄膜的结构与形貌,并考察了降温中是否阻断生长源向薄膜的传质的影响。结果表明,所得到的薄膜均为闪锌矿结构,降温时薄膜的持续生长将抑制晶粒在平面内铺展而使其棱角钝化的趋势,以较慢的速率降温和降温时阻断传质均有利于提高薄膜的致密度,降低粗糙度及薄膜的织构强度。     

Effects of contact interface degradation on the performance of CdZnTe detectors

The characteristics of the Au contacts deposited by three different processes before and after accelerating aging tests have been investigated in this paper. The experimental results indicate that the aging tests can cause the degradation of the contact interfacial properties, such as continuities, adhesion strength and ohmic characteristics, especially for the contact electrode deposited by the thermal vacuum evaporation, which would influence the performance of CdZnTe detectors.     

Impact of the interfacial traps on the charge accumulation in organic transistors

A silver nanoparticles (NPs) self-assembled monolayer (SAM) was introduced in the pentacene organic field-effect transistors using modified Langmuir–Schäffer (horizontal lifting) technique, and its effect was being evaluated electrically using current–voltage (I?V) and impedance spectroscopy (IS) measurements. The I?V results showed a significant negative threshold voltage shift indicating that hole trapping phenomena exist inside the devices with about two orders higher in the contact resistance and an order lower in the effective mobility when a SAM was introduced. The IS measurements with the simulation of Maxwell–Wagner equivalent circuit revealed that the incorporation of the NPs SAM had a comparable negative voltage shift as in I–V measurements with a higher trapping time based on the simulation results.     

载体加速度对静电驱动微机械陀螺响应的影响分析

载体的运动会导致微机械陀螺的响应发生变化,因而引起测量误差,甚至导致系统故障.针对载体运动对微机械陀螺响应的影响开展研究.考虑载体运动以及微陀螺的非线性支承刚度和非线性静电力,基于拉格朗日方程建立了系统的动力学方程.利用谐波平衡法结合留数定理求解了含分式非线性项的系统的周期响应,研究了载体加速度对系统响应特性的影响,发...     

CdZnTe薄膜的CdCl2退火及性能表征

采用近空间升华法制备了CdZnTe薄膜,并对其进行CdCl2退火,采用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射仪(XRD)、紫外光谱仪、I-V测试仪等研究了退火对薄膜表面形貌、成分、结构以及光电性能的影响。结果表明,经过CdCl2退火后薄膜的晶粒尺寸明显增大,晶粒分布更加均匀;XRD分析结果显示,退火后薄膜的最强峰(111)峰的半峰宽变窄,薄膜沿(111)方向的择优取向明显增强;退火后薄膜的光学透过率降低,截止边红移,光学禁带宽度减小;薄膜的电阻率在退火后下降了两个数量级。     

狭缝宽度及坩埚半径对分离结晶法制备CdZnTe晶体的影响

借助有限元法,在常重力条件下对分离结晶过程进行全局数值模拟,研究了狭缝宽度及坩埚半径对CdZnTe晶体生长过程中整体传热与流动特性的影响。模拟结果表明系统内传热特性、熔体流型与狭缝宽度及坩埚半径密切相关:(1)狭缝宽度对分离结晶有决定性的作用,当狭缝宽度较小时,气-液弯界面两端的温差很小,导致增大晶体重新粘附于坩埚壁面的风险;随着狭缝宽度的增大,流动不稳定性增加,很难保持稳定的气-液弯界面形状,增加了实现晶体稳定生长的难度;(2)随着坩埚半径增大,Marangoni对流对熔体流动影响逐渐增大,结晶界面附近的熔体流动不稳定性增加,这不利于晶体的稳定生长。     

一步法制备纳米SnO-SnO2复合材料及其光催化性能增强机制的光生载流子动力学

半导体复合材料中的光生载流子动力学过程是影响其光催化性能的重要因素之一。该工作以二水合氯化亚锡（SnCl₂·2H₂O）为原料,NaOH为沉淀剂,采用一步溶剂热法制备了Sn的氧化物纳米SnO-SnO₂复合材料,并利用SEM、XRD、TEM和Uv-Vis光谱等对产物进行了表征。结果表明,通过控制反应条件可以获得粒径约为10~20 nm的SnO-SnO₂复合材料和粒径约为10 nm的四方相SnO₂颗粒,分散性较好。光催化性能研究表明,纳米SnO-SnO₂复合材料完全催化降解罗丹明B（RhB）的时间比纳米SnO₂颗粒减少50%。针对这一结果,利用瞬态表面光电压（TSPV）技术分别对上述纳米材料的光生载流子动力学过程进行了讨论。结果表明,纳米SnO-SnO₂复合结构的构建可以有效地促进光生载流子的分离,抑制SnO₂表面光生载流子的复合及提高材料表面的光生载流子的寿命,进而显著增强其光催化性能。     

Effect of interface on mid-infrared photothermal response of MoS2 thin film grown by pulsed laser deposition

This study reports on the mid-infrared (mid-IR) photothermal response of multilayer MoS2 thin films grown on crystalline (p-type silicon and c-axisoriented single crystal sapphire) and amorphous (Si/SiO2 and Si/SiN) substrates by pulsed laser deposition (PLD).The photothermal response of the MoS2 films is measured as the changes in the resistance of the MoS2 films when irradiated with a mid-IR (7 to 8.2 μm) source.We show that enhancing the temperature coefficient of resistance (TCR) of the MoS2 thin films is possible by controlling the film-substrate interface through a proper choice of substrate and growth conditions.The thin films grown by PLD are characterized using X-ray diffraction,Raman,atomic force microscopy,X-ray photoelectron microscopy,and transmission electron microscopy.The high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) images show that the MoS2 films grow on sapphire substrates in a layer-by-layer manner with misfit dislocations.The layer growth morphology is disrupted when the films are grown on substrates with a diamond cubic structure (e.g.,silicon) because of twin growth formation.The growth morphology on amorphous substrates,such as Si/SiO2 or Si/SiN,is very different.The PLD-grown MoS2 films on silicon show higher TCR (-2.9％ K-1 at 296 K),higher mid-IR sensitivity (△R/R =5.2％),and higher responsivity (8.7 V·W-1) compared to both the PLD-grown films on other substrates and the mechanically exfoliated MoS2 flakes transferred to different substrates.