HgCl_2-KI-H_2O溶液体系中碘化汞(α-HgI_2)籽晶层生长研究

为提高气相沉积碘化汞(α-HgI_2)多晶薄膜定向生长效果,研究了HgCl_2和KI溶液化合反应法制备用于同质外延的HgI_2籽晶层的生长工艺.建立了HgCl_2/KI=1∶1~1∶6(摩尔比)的反应体系,通过改变体系中碘离子([I]~-)浓度,研究了液相体系的反应过程.通过紫外-可见分光光度计研究了反应体系中组元转变特征,采用偏光显微镜分析了不同浓度下晶体结晶形貌和分布特征.UV光谱表明:随着[I]~-浓度增大,体系中出现[HgI2]n聚体并导致吸收峰红移,以及K[HgI_3]·H_2O吸收峰出现蓝移.宏观形貌分析表明:籽晶层粒度和覆盖度随[I]~-浓度增大而增大,晶粒逐渐发育充分.[HgI_2]n聚体的形成导致电子能级密度增加,跃迁能量降低,形成红移;孤对电子浓度增大在K[HgI_3]·H_2O出现电子从非键轨道向反键轨道的跃迁现象,形成蓝移.当HgCl_2/KI=1∶6时,覆盖度最佳.分析认为,控制高浓度体系中反应速率可降低晶粒堆垛现象.