大功率激光窗口ZnSe的制备原理及方法

比较了四种适用于作CO2激光器窗口的材料,Ge、KCl、GaAs和ZnSe,指出ZnSe是大功率激光器最理想的窗口材料,并列举了3种ZnSe的制备原理及方法,阐述了CVD方法制备多晶ZnSe的过程.     

CVD方法制备ZnSe系统中尾气的处理

CVDZnSe是目前光学性能最好的红外光学材料之一。但在制备CVDZnSe时，尾气中未反应完全的剧毒硒化氢气体，对操作人员及环境的危害很大。采用逆流填料塔来吸收CVD方法制备ZnSe系统中的剧毒尾气硒化氢。为加快传质速率，提高吸收率，选用NaOH溶液作吸收液；利用H2Se气体与此溶液反应，降低气体在水溶液中的浓度，加大传质推动力；选择了具有高效分离因子的填料以减小塔身的高度和直径。并且对循环吸收液进行氧化，双重过滤等处理。最后用型号为TX—FMD的H2Se检测仪测量处理后的尾气中H2Se气体的含量，达到排放要求。     

大口径多光谱ZnS头罩的研制

多光谱ZnS是一种综合性能优异的红外光学材料,在长波红外及多波段红外探测成像系统中被广泛应用.化学气相沉积和热等静压后处理是制备多光谱ZnS材料的关键技术.介绍了化学气相沉积工艺和热等静压处理工艺制备多光谱ZnS的工艺原理及沉积大口径头罩的结构设计;报道了研制成功的270 mm大口径多光谱ZnS头罩.经测试分析,头罩的全波段透过率均已接近理论水平、吸收系数≤0.01 cm-1、折射指数均匀性达到2.2×10-5硬度160 kg/mm2、抗弯强度70 MPa、断裂韧性1.0 MPa·m1/2.与美国Rohm＆Haas公司的多光谱ZnS产品相比,该头罩的主要性能指标与其处于同一水平.     

长波红外消色差锗砷硒玻璃的研制

介绍了利用自制的合成反应炉制备长波红外消色差GeAsSe玻璃的方法.重点讨论了影响材料透过率的氧吸收,影响折射指数均匀性及影响力学性能的组分不均、热应力、夹杂物(玻璃态、气泡和固体)等缺陷的产生和消除.     

CVD-ZnS胞状生长现象抑制方法

实验采用化学气相沉积方法制备硫化锌体材料（CVD-ZnS），并对材料中普遍出现的胞状生长现象进行了系统研究。通过微观结构表征及宏观形貌分析，发现胞状生长起始于大尺寸的晶体生长中心，其内部晶粒的生长方向发生了横向偏移，且生长速率大于正常晶粒，最终导致了产物表面的球状凸起，产物侧剖面表现出倒圆锥状生长形貌。同时，依据实验中所出现的不同胞状生长现象，探究了胞状物异常生长中心形成的主要原因。在此基础之上，设计了不同条件的沉积实验，探究了各类胞状生长现象的抑制方法，并在实际生产过程中得到了验证，从而实现了对该异常现象的有效抑制。     

低位错锗单晶片的表面位错腐蚀研究

锗单晶在红外以及空间太阳能电池都有广泛应用。目前,超过90%的空间电源都是锗基太阳能电池,使得低位错锗单晶成为空间太阳能电池的基础材料。太阳能电池使用的锗单晶要求位错密度低于1000 cm-2,高效电池甚至要求单晶位错密度低于300 cm-2,其对锗单晶片内部的位错数量要求不断提高,对位错密度测量精度提出更高的要求。采用HNO3-HF体系的抛光腐蚀液对锗单晶片进行处理,通过择优腐蚀显示位错。通过改变金刚砂粒度、抛光温度、抛光时间、腐蚀温度、腐蚀时间、晶向偏离角度等条件,从表面粗糙度及金相图表面形貌等方面进行了比较和分析,确定了不同条件下的锗单晶片抛光腐蚀情况,以及晶向偏离角度大小对位错密度偏差的影响。结果表明,采用本文确定的切割、研磨、表面腐蚀方法,位错形貌清晰显现完全,位错测量误差可以控制在5.5%以内,能够保证测量精密度。为实际应用中锗材料位错密度测量及腐蚀工艺的改进提供实验依据及理论参考。     

CVDZnS微观缺陷分析

微缺陷对化学气相沉积硫化锌(CVDZnS)的光学及力学性能有显著影响。对沉积工艺进行了介绍，通过SEM、TEM及金相对CVDZnS中的微缺陷如异常大晶粒、柱状晶、微裂纹、微孔及杂质的结构形态进行了观测，并对形成原因进行了分析:高的沉积生长速率是生成异常大晶粒的主要原因；反应物浓度高加之衬底表面的屏蔽效应及Zn/ H2S1形成结构疏松的柱状晶组织；沉积温度较低加大沉积生长应力，宏观上产生材料的起拱，微观上造成晶粒的弯曲形变，并在晶体内产生大量微裂纹；沉积室局部反应物浓度高导致微孔及杂质的产生，须改善沉积室气体流形提高反应物浓度的均匀性。     

化学气相沉积硫化锌中六方相形成机制及抑制方法分析

六方相ZnS由于光学上的各相异性而在不同晶相上具有不同的折射指数.立方相化学气相沉积硫化锌(CVDZnS)中的六方杂相加大了对入射光线的散射,严重影响材料本身的光学性能.通过不同实验条件下的对比,对促成立方相形成的机制进行了探讨和分析,证实了六方相的形成主要受沉积温度、沉积压力、Zn/H2S 3个沉积参数的影响.有针对性地提出了综合利用适当提高沉积温度、Zn/H2S和降低沉积压力等方式来抑制六方相生成的方法,制备出不含六方杂相且各向同性的CVDZnS.样品的红外透过率在近红外及中红外波段得到了改善.     

CVDZnS热等静压(HIP)前后光学性能和显微结构的研究

采用红外、紫外光谱仪对热等静压（HIP）处理前后CVDZnS的光学透过率进行了测量,采用分析电子显微镜、金相显微镜和X射线衍射对原生CVDZnS和经热等静压（HIP）处理的CVDZnS的显微组织和晶体结构进行了分析.根据热等静压（HIP）处理前后CVDZnS光学透过率和材料内部显微结构的不同分析了热等静压过程造成CVDZnS光学性能提高的原因.研究表明:热等静压过程使得CVDZnS的晶粒尺寸有了很大提高,并且消除了原生CVDZnS在生长过程中形成的晶体缺陷,从而减小了原生CVDZnS中由于晶格缺陷和晶粒边界造成的散射损失,使得CVDZnS的光学透过率,尤其是在可见光及近红外波段,有了较大的提高.     

原生CVDZnSe、CVDZnS晶体内Zn-H络合物含量不同的机理分析

化学气相沉积ZnSe与ZnS晶体结构及物理性能近似,但原生ZnS在6．2μm处存在由Zn-H络合物引起的明显的吸收峰,其中的H来源于未分解的含H反应气体,而原生ZnSe则无此现象。比较分析它们的沉积条件(温度、压力)以及反应气性质后认为：ZnSe相对较高的沉积温度和反应气之一的H2Se低的分解温度是主要的原因,同时高温可减弱含H缺陷对ZnS光学性能的影响;其次,ZnSe沉积中压力低使反应物浓度降低且有利于未参与反应的H2Se气体返回主气流减少了ZnSe晶体中Zn-H络合物的含量。