用热处理方法改善铌酸锂晶体的光学均匀性

铌酸锂(LiNbO_3,以下简写为LN)晶体是一种多用途的新技术材料.它虽然容易制得,但是,要获得光学均匀性(指双折射率的空间分布梯度)及其稳定性都好的晶体还是比较困难的,当生长轴为非光轴时更是如此.由于杂质含量、组份变化、生成条件和生成后的受热、受力条件都会影响其均匀性,因此,热处理方法是可望用来改善这种晶体质量的一种途径.本文介绍了用热处理改善LN晶体光学均匀性的方法及这种处理方法的有关条件和结果,并结合有关资料讨论采用这种     

非有意掺杂LEC SI GaAs中EL2分布特性的研究

测量比较了不同条件下热处理后非有意掺杂半绝缘(SI)LEC GaAs中EL2浓度及其分布的变化,为了分析这一变化,还检测了位错和As沉淀的分布。在实验结果基础上,对EL2分布不均匀性的起源和热处理改善EL2分布均匀性的机理进行了讨论。     

退火对LEC SI GaAs单晶性能的影响

本文报道了退火对非掺LEC SI GaAs晶片的电学性能和均匀性的影响。在850℃以上退火,晶片横截面上的平均迁移率由原生晶体的2.64×10~3cm~2/V·s提高到5.72×10`3cm~2/V·s,其中某些测量点达6.68×10~3cm~2/V·s,横向不均匀性由32％减少到6％,电阻率不均匀性由30％减少到10％。观察到晶片退火时间过长,性能反而下降。 基于上述实验结果,对退火改善晶体性能的机理进行了分析和讨论。     

非有意掺杂LECSI GaAs中EL2分布特性的研究

测量比较了不同条件下热处理后非有意掺杂半绝缘ＬＥＣＧａＡｓ中ＥＬ２浓度及其分布的变化，为了分析这一变化，还检测了位错和Ａｓ沉淀的分布，在实验结果基础上，对ＥＬ２分布不均匀性的起源和热处理改善ＥＬ２分布均匀性的机理进行了讨论。     

热处理改善未掺杂LECGaAs中EL2分布均匀性的机理研究

本文以热处理方法研究了ＬＥＣＳＩ－ＧａＡｓ中ＥＬ２径向分分布变化规律，着重研究了不同的热处理后冷却方式对ＥＬ２分布均匀性改善程度的影响，讨论了ＬＥＣＧａＨｓ中ＥＬ２分布不均匀性的起源及热处理改善ＥＬ２分布均匀性的机理．     

Nd:YAG晶体光学均匀性的研究

因为用提拉法,采用凸界面和中频感应加热生长大段(>100毫米)基本无散射颗粒的晶体已不成问题,目前的主要矛盾乃光学均匀性,它直接影响晶体质量。据观察,决定光学均匀性的最基本原因在于掺质Nd的分布,尤其是其径向分布。所以改进现行的工艺条件以改善Nd径向分布的均匀性是为第三代Nd:YAG晶体激光器提供合适的单模运转激光棒的重要步骤。经过对大量晶体样品的观察与实验,我们认为影响Nd径向     

热处理和淬火的未掺杂半绝缘LEC GaAs的均匀性

对未掺杂原生ＬＥＣＳＩＧａＡｓ单晶在５００～１１７０℃温度范围进行了单步、两步和三步热处理及淬火，研究了这种热处理对ＥＬ２分布的影响，并检测了位错和Ａｓ沉淀的变化。结果表明，６５０℃以上温度的热处理可以改善ＥＬ２分布均匀性，且在６５０～９５０℃温度范围的热处理中，ＥＬ２均匀性的改善与热处理后的降温速率无明显联系。此外，两步或三步热处理的样品中ＥＬ２分布甚至比单步热处理样品中更优。９５０℃以下的热处理和淬火对位错和Ａｓ沉淀无明显影响。但是１１７０℃热处理井淬火后位错密度增加大约３０％，Ａｓ沉淀消失。对经１１７０℃淬火的样品再进行８０Ｏ℃或９５０℃的热处理，Ａｓ沉淀重新出现。ＥＬ２分布的变化可能与点缺陷、位错和Ａｓ沉淀的相互作用有关。文中提出了这种相互作用的模型，利用该模型可解释不同条件热处理后ＥＬ２分布的变化。     

掺锗CZSi原生晶体中氧的微沉淀

利用锗硅单晶(锗浓度约为1019cm-3)切制成的籽晶和一般无位错硅单晶生长的缩细颈工艺以及从晶体头部至尾部平稳降低拉速的工艺,生长了直径为60、50和40mm,掺锗量为0.1%和0.5%(锗硅重量比)的锗硅单晶.利用化学腐蚀-金相显微镜法、扫描电子显微镜(SEM)能谱分析和X射线双晶衍射等方法观测了掺锗硅的原生晶体中缺陷及氧的沉淀的状况.发现用CZ法生长的锗硅原生晶体与常规工艺生长的CZSi晶体不同,体内存在着较高密度的氧微沉淀.在晶体尾部,由于锗的分凝使熔体中锗高度富集,出现了"组分过冷"现象,在晶粒间界应力较大处有锗的析出并出现了枝状结晶生长.晶体中高密度氧的微沉淀经过1250℃热处理1h后会溶解消失.     

掺锗CZSi原生晶体中氧的微沉淀

利用锗硅单晶(锗浓度约为1019cm-3)切制成的籽晶和一般无位错硅单晶生长的缩细颈工艺以及从晶体头部至尾部平稳降低拉速的工艺,生长了直径为60、50和40mm,掺锗量为0.1%和0.5%(锗硅重量比)的锗硅单晶.利用化学腐蚀-金相显微镜法、扫描电子显微镜(SEM)能谱分析和X射线双晶衍射等方法观测了掺锗硅的原生晶体中缺陷及氧的沉淀的状况.发现用CZ法生长的锗硅原生晶体与常规工艺生长的CZSi晶体不同,体内存在着较高密度的氧微沉淀.在晶体尾部,由于锗的分凝使熔体中锗高度富集,出现了"组分过冷"现象,在晶粒间界应力较大处有锗的析出并出现了枝状结晶生长.晶体中高密度氧的微沉淀经过1250℃热处理1h后会溶解消失.     

引上法生长InSb单晶的固液界面形状

用引上法等方法生长的晶体所产生的电阻不均匀性,因生长条件(例如生长速度、固液界面形状、生长方向等)不同,晶体内的杂质分布也不同。对InSb晶体也看到了资料所提出的电阻不均匀性,并分析了造成不均匀性的原因。本文介绍按〈111〉方向拉晶、固液界面成凸状时,若提拉速度很快,一离开融液,晶体尾部就可明显地看到Y字形变形。而且,这种现象与晶体杂质浓度的不均匀性关系很大。典型的Y字形如图1所示,晶体周围全裂开了,可见晶体周围和中心部位的生长速     

掺杂钨酸铅闪烁晶体的闪烁光学性质研究

利用多坩埚温度梯度法生长了PbWO4和BaF2:PbWO4晶体,研究了PbWO4、退火PbWO4和BaF2:PbWO4晶体的透过光谱和X射线激发光谱,结果发现这些光谱性质与晶体的组成和生长工艺密切相关,其中退火的影响较复杂.高温退火的PbWO4晶体的透过光谱在360nm以上波段有较好的透过率,但是在320~360nm波段透过率反而略有降低;380nm以上波段的X射线激发光谱光谱强度较高,320~380nm波段光谱强度却略有降低.掺杂的离子改善了晶体的透过率和X射线激发发光光谱强度.利用晶体的生长工艺和组成与缺陷以及晶体光学性质之间的关系解释了这些现象产生的原因.BaF2:PbWO4掺杂晶体的X射线激发光谱的波形和发光峰强度均发生了很大程度的改变,与F-离子掺杂引发晶体[WO4]2-四面体基团畸变而产生的新的发光中心有关.     

Influence of iron content on electrical characteristics and thermal stability of LEC indium phosphide

The Hall mobilities (conductivity type) measured on many Fe-doped InP wafers have been used as a parameter for material assessment. The samples can essentially be assigned to three groups. Interpretation of the experimental data is given for each group of samples. Furthermore, we report the results of electrical measurements on annealed InP and show the kind of correlation existing between the electrical characteristics of as-grown and annealed InP. Finally, we report a study on the homogeneity of Fe-doped InP on a macroscale. It is seen that the experimental resistivity profiles along the wafer diameters are a function both of the Fe and shallow inpurities profiles.     

Effects of Annealing on Structural and Electrical Properties of CuInSe<Subscript>2</Subscript> Thin Films Prepared by Hybrid Sputtering/Evaporation Processes

CuInSe₂ (CIS)-based absorber layers have been fabricated on soda-lime glass substrates by co-sputtering Cu/In and evaporating Se. The effects of annealing in the Se environment on the structural and electrical properties of the CIS layers were studied. Scanning electron microscopy (SEM) and x-ray diffraction (XRD) were used to investigate the surface morphology and crystal structures of the CIS films, respectively. XRD patterns showed that the CIS films had a single chalcopyrite structure with preferential (112) orientation. The asymmetry of the Se 3d x-ray photoelectron spectroscopy (XPS) peak for the as-grown films and a separated peak for the annealed films are indications of the existence of two different valence states in the two kinds of CIS films. The electrical properties of the CIS films were studied by the four-probe method and Hall measurements. The results showed that the as-grown films had lower carrier mobility than the annealed films. However, the as-grown films had higher carrier concentration.     

生长条件及退火处理对磷化铟单晶结构完整性的影响

利用X射线双晶衍射（XRD）技术研究了原生及退火处理后的磷化铟单晶的晶格完整性. 原生磷化铟单晶中由于存在着大量的位错和高的残留热应力，导致晶格产生很大的畸变，表现为XRD半峰宽的值较高并且分布不均匀，甚至有些原生的磷化铟单晶片出现XRD双峰等. 通过降低晶体生长过程的温度梯度，降低位错密度并减小晶体中的残留热应力可以提高晶体的完整性. 利用高温退火处理也可有效地降低磷化铟晶体中的残留热应力. 对磷化铟晶体生长过程中熔体的配比、掺杂浓度等条件对结构完整性的影响进行了分析.     

Effects of H2 Atmosphere Annealing on the Properties of CZT:In Single Crystals

To improve crystal quality and detector performance, high-resistivity cadmium zinc telluride (CZT):In single crystals were annealed in H₂. The concentration of Te inclusions did not change after annealing. Both the resistivity and infrared transmittance increased as the annealing time increased, indicating improvement of crystal quality. Because of the passivation by hydrogen, some interesting phenomena were observed in the photoluminescence spectra of as-grown and annealed CZT:In crystals. Moreover, the energy resolution was remarkably enhanced. After 4 h, 8 h, and 12 h of annealing, the energy resolution was improved 33%, 79%, and 49%, respectively. The crystal annealed for 8 h with energy resolution of 9.29% had the best detector performance.     

高温退火处理提高半绝缘VGF-GaAs单晶的电学性能

垂直梯度凝固法(VGF)生长的低位错半绝缘（SI) GaAs单晶存在电阻率和迁移率低、电学补偿度小、均匀性差等问题. 在3种不同温度条件下,对VGF-SI-GaAs晶片进行了加As压的闭管退火处理. 结果表明,经过1160℃/12h的高温退火处理后,VGF-SI-GaAs单晶的电阻率、迁移率和均匀性均得到了显著提高. 利用Hall、热激电流谱（TSC) 、红外吸收法分别测试分析了原生和退火VGF-SI-GaAs单晶样品的电学性质、深能级缺陷、EL2浓度和C浓度,并与常规液封直拉法（LEC) SI-GaAs单晶样品进行了比较. 原生VGF-SI-GaAs单晶中的EL2浓度明显低于LEC-SI-GaAs单晶,经过退火处理后其EL2浓度显著增加,电学补偿增强,而且能级较浅的一些缺陷的浓度降低,因而有效提高了其电学性能.     

A modified vertical Bridgman method for growth of high-quality Cd<Subscript>1−x</Subscript>Zn<Subscript>x</Subscript>Te crystals

In order to deal with the phenomena of Cd evaporation from the raw materials and the heterogeneity caused by the larger-than-unity segregation coefficient of Zn in CdTe during the conventional vertical Bridgman method (VBM) growth of Cd1-xZnxTe (CZT), two modifications—Cd compensation and accelerated crucible rotation technique (ACRT)—are simultaneously adopted to the VBM. By a combination of VBM with the two modifications, several CZT ingots with the dimensions of ∼60×150 mm² are grown. Structural, optical, and electrical characterization of the as-grown CZT crystals reveals that the application of Cd compensation and ACRT is of obvious efficiency in improving concentration homogeneity, reducing defect density, raising crystal quality and, therefore, upgrading the optoelectronic properties of CZT crystals. Nuclear spectra measurements of detectors fabricated from the as-grown crystals also indicate that both modifications can upgrade the detecting performance of CZT.     

退火处理后非掺磷化铟的电传输特性

利用变温霍尔和电流-电压特性(I-V)两种方法分别对半导体和半绝缘的退火非掺磷化铟材料进行了测量.在非掺退火后的半导体磷化铟样品中可以测到缺陷带电导,这与自由电子浓度较低、有一定补偿度的原生非掺磷化铟的情况类似.非掺SI-InP表现出不同于原生掺铁的SI-InP的I-V特性,在一直到击穿为止的外加电场范围内呈欧姆特性,而掺铁SI-InP的I-V具有与陷阱填充有关非线性特征.根据空间电荷限制电流的理论,这种现象可以解释为非掺SI-InP中没有未被电子占据的空的深能级缺陷.     

射频磁控溅射法沉积非晶InGaZnO薄膜及真空退火对其性能的影响

采用RF磁控溅射法在石英玻璃上制备了InGaZnO薄膜,并对薄膜进行了真空退火实验,探讨了沉积过程中氧气流量及真空退火温度对薄膜的光学性质和电学性质的影响及其机理。测试结果表明薄膜的光透过率随氧气流的增加而增大,且当氧气流大于1cm3/min时,薄膜呈现出不导电性,在通入的氧气流为0.5cm3/min时迁移率达11.9cm2/(V·s)。经过真空退火后,氧气流小于1.5cm3/min时薄膜载流子浓度随退火温度的变化而变化;氧气流大于1.5cm3/min时样品由半绝缘性转变为半导电性。生长样品和退火样品均为n型半导体。     

高温溶液法生长PZN-9PT弛豫铁电晶体

采用高温溶液法制备了PZN-9PT晶体,研究了晶体相结构、生长形态,表征了其介电、压电和电滞回线等部分电学性能。结果表明,采用高温溶液法可制备出纯钙钛矿结构的PZN-9PT单晶,晶体呈淡黄色多面体形态,晶粒表面的台阶均为直形生长台阶;其三方-四方相转变温度为89℃,居里温度为175℃;[221]切型PZN-9PT单晶的压电常数为230 pC/N,矫顽场为8.8 kV/cm。