原位洗涤熔体在(CdHg)Te LPE生长中的应用

本文叙述从富Te溶液往CdTe衬底上液相外延(LPE)(CdHg)Te时,作为原位洗涤熔体的Bi溶液的应用。在此场合,铋具有若干优点:ⅰ)在LPE的生长温度下(～460℃),CdTe在其中的溶解度可以获得一个合适的清除速度(～10μm/min)。ⅱ)清除洗涤熔体彻底,由此可避免对随之而来的生长溶液的沾污。ⅲ)它的蒸汽压很低。ⅳ)它的分凝系数很小,所以,由Te生长溶液吸收的任何少量的Bi都只会非常少量地进入(CdHg)Te外延层中。已用二次离子质谱分析法(SIMS)和Hall测量对衬底作过洗涤熔体处理后生长的外延层进行了评价。     

液相外延生长的理论计算

本文用单向扩散流导出了离解系数和分子扩散速度的参量表达,用界面竞争分凝模型导出了平衡分凝系数和界面分凝系数与绝对分凝系数的关系;用扩散分凝控制模型讨论了具有赝二元结构的三元系的液相外延生长,得到了过冷生长的有效分凝系数、生长速度和生长厚度的表达式,从而得出根式冷却具有均匀的生长速度。     

关于固态再结晶生长(Hg,Cd)Te材料时淬火问题的探讨

本文用非平衡理论对(Hg,Cd)Te熔体在淬火时的临界过冷度和界面分凝系数进行了定量计算,并讨论了几种淬火条件下熔体的相变过程,从而得出用温度梯度控制淬火,可得到组分都均匀和热缺陷较少的CMT材料。     

ZnCdTe衬底上HgCdTe分子束外延的位错密度

报道了用 MBE的方法 ,在 Zn Cd Te衬底上制备 Hg Cd Te薄膜的位错密度研究结果。研究发现Hg Cd Te材料的位错密度与 Zn Cd Te衬底的表面晶体损伤、Hg Cd Te生长条件以及材料组分密切相关。通过衬底制备以及生长条件的优化 ,在 Zn Cd Te衬底上生长的长波 Hg Cd Te材料 EPD平均值达到 4.2× 1 0 5cm- 2 ,标准差为 3 .5× 1 0 5cm- 2 ,接近 Zn Cd Te衬底的位错极限。可重复性良好 ,材料位错合格率为 73 .7%。可以满足高性能Hg Cd Te焦平面探测器对材料位错密度的要求     

浮区中相变对流和毛细对流对分凝过程的影响

本文用“迎风有限元”法研究了在微重力条件下包含热毛细对流、相变对流及热和浓度扩散过程的浮区晶体生长过程,特别是半导体晶体生长的分凝效应。分析了不同典型参数条件下的流场、温度场、浓度场、熔化界面及固化界面形状,着重讨论了不同条件下的分凝过程。结果表明,相变对流对分凝有影响,它使固化界面处的杂质浓度增大。增大晶体的生长速度会使熔区变小,使固化界面变得平坦,使熔化界面变尖凸,使分凝程度增大。     

用移动加热生长Hg_(1-x)Cd_xTe晶体的一种新方法

本文报导用移动加热法(THM)生长晶体,它使用的源材料制备工艺不同于以往使用的所有制备工艺。将非化学配比的(Hg,Cd)Te熔体均匀化合、淬火以避免发生宏观分凝效应。在第一次THM操作中,除去多余Te的夹杂物,获得化学配比的固态合金,其克分子数向较高CdTe含量变化。该变化量与富Te量以及第一次THM操作的平衡温度有关。在制备x=0.22和x=0.30的Hg_(1-x)Cd_xTe单晶时,应计算和考虑此偏移量。源材料晶锭及THM单晶特别强调组分均匀性,为此将径向以轴向组分均匀性与讫今为止报导的THM晶体中最佳结果进行了比较。所述方法可用于生长THM可能制备的所有材料,但是,定量计算需要精确了解具体三元相图。     

碲镉汞晶体中的第二相

前言碲镉汞(MCT)可以看成是由Ⅱ—Ⅵ族化合物Cd Te和Hg Te按不同化学计量比组成的。其相图的固相线和液相线分离得很宽,也就是说从液态缓慢地结晶成固态时,Cd Te相对于Hg Te要产生严重的分凝,以致晶体不具有均匀的组分。为克服这一严重缺陷,使熔体通过强制冷却快速凝固,是一种广泛用来制备MCT晶体的工艺。用这种方     

液相外延生长(Hg,Cd)Te的相点移动

本文推导出了富Te熔体液相外延生长(Hg,Cd)Te中,Hg的挥发损耗和生长使母液相点移动的表达式;定量计算了几个设定生长条件下的相点移动参量值,从而讨论了相点移动对液相外延生长的一些影响。     

从平衡分凝系数计算二元同形系相图

本文从液固相平衡出发,推导出二元同形系液固相变的平衡分凝系数与其等效相变潜热的关系,又从二元同形系的分子间作用势和相图的对称性得到等效相变潜热的近似表达,从而导出计算二元同形系相图的分凝系数法.用分凝系数法计算了(Hg,Cd)Te赝二元同形系相图,所计算的液固相点温度与实验值的拟合度与用较复杂的热力学方法计算的结果相近.     

碲镉汞的液相外延生长

设计了一种使用良好的石墨舟 ,建立了一套能进行开管液相外延的系统 ,并利用此系统在 Cd Zn Te衬底上和在富 Te的生长条件下生长了不同 x值的 Hg Cd Te外延薄膜 .通过对外延生长工艺的控制 ,外延薄膜的表面形貌有很大的改善 ,残留母液大为减少 ,外延薄膜的组分比较均匀 ,其电学性能得到较大改善 ,Hg Cd Te外延薄膜与Cd Zn Te衬底之间的互扩散非常少 ,外延膜的晶体结构也较完整 .     

高纯ZnWO_4晶体的生长

用提拉法生长了ZnWO_4单晶,研究了晶体生长条件对晶体中杂质浓度的影响。晶体颜色对杂质很敏感,尤其对铁杂质特别敏感。生长过程中,通过界面加一电场可以改变铁的有效分凝系数。用籽晶作阳极可以减小分凝系数,从而可以得到高纯度的几乎无色的ZnWO_4单晶。     

n-HgCdTe光导器件的两种表面钝化研究

利用 Ar 束溅射沉积技术实现了 Cd Te薄膜的低温生长 ,利用电化学方法进行了 Hg Cd Te表面自身阳极氧化膜的生长 ,利用生长的 Cd Te介质膜和 Hg Cd Te表面自身阳极氧化膜对 n- Hg Cd Te光导器件进行了表面钝化 .对两种器件的电阻、各项性能指标进行了测量分析 ,实验表明得到的 Cd Te/ Hg Cd Te界面质量已达到器件实用化水平 .     

Cd饱和气氛退火对碲锌镉晶体导电类型转变界面的影响

在富Te生长条件下,通过垂直布里奇曼法制备的部分碲锌镉晶体内存在导电类型转变界面.采用富Te液相外延技术在含有导电类型转变界面的碲锌镉衬底上生长碲镉汞薄膜,制成的红外焦平面探测器响应图上存在明显的响应不均匀分界面.碲锌镉晶体的导电类型转变由缺陷类型的不同引起,为消除碲锌镉衬底的导电类型转变界面,提升碲镉汞红外焦平面的成...     

GGG:(Nd,Cr)单晶的生长与激光性能的研究

报道了掺钕、铬钆镓石榴石单晶生长及激光性能的研究工作。由于钕在结晶过程中的分凝系数小于1,而铬的分凝系数大于1,采用改进的提拉法生长晶体使掺杂尽量保持均匀。     

用闭管摆动法由富碲溶液液相生长碲镉汞外延膜

用差热分析法测定了组分为x=0.067、x=0.10和0.7≤y<1.0的(Hg_(1-x)Cd_x)_(1-y)Te_y的液线温度。用液相外延法在CdTe(111)A取向衬底上生长了组分x=0.35、0.31和0.24的(Hg_(1-x)Cd_x)Te薄膜。已测定Cd分凝系数为k=3.5±0.1。在550℃左右由3毫米厚熔体于缓慢冷却速率下生长的薄膜厚度接近于平衡生长的薄膜厚度。液相外延膜中的剩余杂质通常为n型,在好的薄膜中不到10~(15)厘米~(-3)。已证明用薄膜制备的光伏二极管其性能与用块状生长晶体所制备的二极管相近。     

改进的垂直布里奇曼法生长CdZnTe晶体中的成分偏离现象

采用多种测试方法,对改进的垂直布里奇曼法生长Cd0.96Zn0.04Te晶体中的成分偏离标准化学计量比现象及其对晶体性能的影响进行了研究.X射线能谱成分测试表明,在晶锭的头部即初始结晶位置,(Cd+Zn)/Te比大于1;而在中部及末端,小于1.表明这种方法生长的CZT晶体仍然存在对标准化学计量比的偏离现象,开始结晶是在富Cd熔体中,生长至中后段则是在富Te条件下进行的.PL谱测试表明,富Cd的晶片内存在大量Te空位,严重富Te的晶片内Cd空位及其杂质复合体等引起的缺陷密度显著增加.晶体红外透过率测试结果表明,接近化学计量配比的CZT晶片具有高的红外透过率.     

改进的垂直布里奇曼法生长CdZnTe晶体中的成分偏离现象

采用多种测试方法,对改进的垂直布里奇曼法生长Cd0.96Zn0.04Te晶体中的成分偏离标准化学计量比现象及其对晶体性能的影响进行了研究.X射线能谱成分测试表明,在晶锭的头部即初始结晶位置,(Cd Zn)/Te比大于1;而在中部及末端,小于1.表明这种方法生长的CZT晶体仍然存在对标准化学计量比的偏离现象,开始结晶是在富Cd熔体中,生长至中后段则是在富Te条件下进行的.PL谱测试表明,富Cd的晶片内存在大量Te空位,严重富Te的晶片内Cd空位及其杂质复合体等引起的缺陷密度显著增加.晶体红外透过率测试结果表明,接近化学计量配比的CZT晶片具有高的红外透过率.     

高阻值Cd1-xZnxTe晶体的生长及其性能测试

通过适当的工艺措施,采用Bridgman法生长了直径为30mm的X射线及γ射线探测器级的Cd0.9Zn0.1Te晶锭.测试结果表明:该晶锭结晶质量良好,位错密度低,成分均匀,杂质含量低,红外透过率和电阻率都十分接近本征Cd0.9Zn0.1Te的值.并从晶体的生长特性、缺陷和杂质的角度,分析了生长高性能晶体的条件,研究了生长Cd1-xZnxTe晶体的x值与缺陷和杂质浓度之间的关系.     

Ge在GaAs液相外延中的行为

本文用霍耳、SIMS、电化学C-V和光致发光等方法,研究了在550℃至950℃生长温度范围内 LPE GaAs中Ge的分凝行为以及占Ga位Ge原子与占As位Ge原子的占位比.得到Ge的分凝系数随生长温度降低而增大,占位比Ge_(Ga)/Ge_(As)随生长温度降低而减小.     

Hg_(1-x)Cd_xTe液相外延中的汞压控制

制备均匀的接近完整的Hg_(1-x)Cd_xTe单晶非常困难,其主要原因是:CdTe对HgTe的分凝很严重;HK的蒸汽压很高。然而,采用富Te的Hg_(1-x)Cd_xTe溶液来生长Hg_(1-x)Cd_xTe薄膜,可把汞压降到大约0.1atm左右。这对于制备高质量的Hg_(1-x)Cd_xTe材料具有很大的潜力。本文叙述了所采用的一种新的、开管、水平滑移接触型液相外廷(LPE)生长工艺。在这种工艺中,采用一种改进的水平外延系统,控制了系统的汞压,从而也就控制了外延溶液的组分,生长出了均匀的HgCdTe薄膜。