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碲锌镉单晶体的正电子寿命研究

唐世红 , , 朱世富 , 王瑞林 , 高德友 , 陈俊 , 张冬敏 , 何知宇 , 方军 , 洪果

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2006.02.023

用正电子湮没技术(PAT)研究了原料富Cd改进布里奇曼法生长的碲锌镉单晶样品退火前后的缺陷.刚生长的样品缺陷寿命值较高,其内部存在的点缺陷主要是占优势的Cd空位,用富Cd同成份源Cd1-xZnxTe气氛对样品在不同温度下等时退火后,发现样品的正电子寿命参数对退火温度表现出很强的依赖关系,通过对样品退火过程中空位的迁移、聚集及消失情况分析,得出较适宜的退火温度约为700℃.

关键词: 碲锌镉 , 正电子湮没技术 , 寿命 , 退火

CdSiP2单晶生长及防爆工艺研究

吴圣灵 , , 朱世富 , 何知宇 , 陈宝军 , 杨辉 , 王小元 , 孙宁

人工晶体学报

对磷硅镉(CdSiP2)单晶生长过程中发生爆炸的原因进行了分析,设计出新型的逐层减压坩埚.通过在内外层坩埚之间的空腔内加入适量CdSiP2粉末产生的蒸气压,平衡和降低了晶体生长过程中坩埚内壁承受的压力,实现逐层减压,从而减小了内层坩埚形变,降低了生长容器爆炸的几率.同时,改进了布里奇曼生长法的降温工艺,生长出尺寸达φ14 mm×32mm的CdSiP2单晶体.X射线分析表明单晶衍射面为(204)晶面,回摆峰半峰宽值为0.434,衍射谱峰强度高,具有良好的对称性;晶体在1500~7500 cm-1波数范围的红外透过率达55%,吸收系数为0.10 ~0.17 cm-1,电阻率1.3×107 Ω·cm.

关键词: 改进布里奇曼法 , CdSiP2晶体 , 逐层减压坩埚

CdZnTe晶体的缺陷能级分析

韦永林 , 朱世富 , , 王瑞林 , 高德友 , 魏昭荣 , 李含东 , 唐世红

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2004.02.014

通过测试富Cd原料无籽晶垂直布里奇曼法生长出的高阻Cd0.8Zn0.2Te (CZT)单晶体的I-T特性曲线,利用热激活能原理来分析单晶体内的缺陷,结果得到晶体中有一个由镉空位引起的电子陷阱,其深度为0.539eV.由于俘获能级有较高的激活能,在常温下,价带上的载流子不会被激发,所以该晶体适用于制作室温核辐射探测器.另外还研究了CZT晶体在室温下的I-V特性,测得采用该方法生长的CZT单晶体电阻率高达5.0×1010Ω*cm,制作的核辐射探测器在室温下获得了比较好的241Am 59.5keV能谱.

关键词: CZT单晶体 , I-T特性曲线 , 激活能 , 探测器 , 缺陷能级

磷硅镉的差热分析与晶体生长

杨辉 , 朱世富 , , 何知宇 , 陈宝军 , 吴圣灵 , 吴敬尧 , 孙宁

稀有金属材料与工程

利用毛细管中的差热分析研究了磷硅镉晶体的热力学性质,得到了磷硅镉的熔点和凝固点分别为1139和1126℃,过冷度为13℃.根据差热分析结果,对晶体生长炉以及温场分布进行了优化,采用改进的布里奇曼法生长得到了直径15mm,长40 rnm的无开裂磷硅镉晶体.利用X射线衍射,能谱以及红外分光光度计对晶体进行了表征.发现了(112)解理面,能谱测试表明晶体符合化学计量配比,在7000~1500 cm-1红外透光范围内红外透过率达到55%.所有表征手段显示得到的晶体结构完整,光学性能良好,可用于器件的制作.

关键词: 磷硅镉 , 晶体生长 , 表征 , 差热分析

磷锗锌多晶合成过程的中间生成物研究

曹新玲 , 朱世富 , , 陈宝军 , 何知宇 , 王志超 , 张建强 , 杨登辉

人工晶体学报

两温区气相输运法合成ZnGeP2多晶过程中,易生成一些高熔点的杂质,导致合成材料的纯度较低.选取ZnGeP2多晶合成过程中几个重要温度的合成产物,进行X射线衍射(XRD)和能谱色散分析(EDS),结果表明:ZnGeP2多晶合成过程的中间生成物主要为Zn3P2、ZnP2和GeP等.根据分析结果,对合成工艺进行了改进,合成出外观完整、内部致密的ZnGeP2多晶锭.用XRD进行分析,结果表明:改进工艺后合成的是高纯单相ZnGeP2多晶材料,为高质量单晶体生长奠定了可靠基础.

关键词: 磷锗锌 , 气相输运法 , 中间生成物

磷锗锌单晶体的腐蚀研究

张羽 , , 朱世富 , 陈宝军 , 何知宇 , 孙永强 , 程江 , 梁栋程

人工晶体学报

报道了一种新的ZnGeP2晶体择优腐蚀剂及其腐蚀工艺,即先采用研磨、物理机械抛光和HCl+HNO3热化学抛光获得表面平整无划痕的ZnGeP2晶片,然后将晶片在室温下采用HF(40%):HNO3(65%):CH3COOH(99.5%):H2O:I2=2 mL:2 mL:1 mL:1 mL:4 mg腐蚀剂超声振荡腐蚀8 min;在扫描电镜下观察到ZGP(110)和(204)晶面的腐蚀坑,蚀坑形貌清晰,具有立体感,(110)晶面蚀坑呈四边形,(204)晶面蚀坑呈五边形,取向一致,蚀坑密度(EPD)约为104/cm2.从理论上对蚀坑形貌的形成机理进行了分析.

关键词: ZnGeP2晶体 , 化学腐蚀 , 蚀坑形貌

AgGaS2晶体生长成核研究

李一春 , , 朱世富 , 王瑞林 , 张伟 , 刘敏文 , 刘娟 , 陈宝军 , 张建军

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2004.02.024

本文在对红外非线性光学材料AgGaS2的DTA谱线进行分析的基础上,对AgGaS2的结晶习性进行了研究.对传统的Bridgman-Stockbarger法进行了改进,设计出新的三温区立式炉,炉内温度梯度达到生长晶体的要求.根据自发成核的几何淘汰理论,针对AgGaS2的结晶特点,设计出适宜的石英生长安瓿,形状能够满足AgGaS2晶体结晶习性的需要,成功地生长出完整性较好的尺寸达10mm×25mm的AgGaS2单晶体.

关键词: 红外非线性光学材料 , 硫镓银 , 晶体生长 , 温度梯度 , 安瓿设计

液相合成硒化镉(CdSe)热力学研究

何知宇 , , 朱世富 , 王瑞林 , 陈松林 , 李艺星 , 罗政纯 , 任锐

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2004.03.010

本文报道了对硒化镉(CdSe)合成反应的反应焓变,反应熵变,Gibbs自由能以及配料的化学计量的分析计算,从热力学角度论证了在中温(~650℃)下直接液相合成高纯CdSe的可能性.按照理论分析结果选择技术参量进行了CdSe液相合成实验,并采用X射线粉末衍射谱法对合成产物进行了分析,结果证实了热力学分析的正确性.

关键词: 热力学 , 合成 , CdSe , XRD

CdZnTe探测器晶片的表面处理工艺

张冬敏 , 朱世富 , , 高德友 , 陈俊 , 唐世红 , 方军 , 程曦

人工晶体学报 doi:10.3969/j.issn.1000-985X.2006.04.010

报道了CdZnTe探测器晶片表面钝化工艺对其性能的影响.先采用金相砂纸和化学腐蚀剂对CdZnTe晶片进行机械和化学抛光,然后分别用H2O2溶液和NH4F/H2O2溶液对晶片进行湿法钝化;再用ZC36微电流测试仪和扫描电镜测试研究了不同钝化时间对CdZnTe晶片电学性质和表面形态的影响.结果发现:用NH4F/H2O2溶液对CdZnTe探测器晶片进行钝化30min,晶片表面形成一层完整的高阻氧化层,表面漏电流最小、晶体电阻率提高1~2个数量级,达到109~10Ω·cm,适合探测器的制备.

关键词: 碲锌镉晶片 , 表面处理 , 漏电流 , 电阻率 , 形貌

CdSiP2晶体的生长与热膨胀性质研究

杨辉 , 朱世富 , , 何知宇 , 陈宝军 , 孙宁 , 吴敬尧 , 林莉

人工晶体学报

设计出PBN内衬的逐层减压石英生长安瓿,采用改进的垂直布里奇曼法,获得了完整无开裂的CdSiP2晶体,尺寸达φ15 mm × 65 mm.采用高分辨X射线衍射、扫描电子显微镜和X射线能谱仪对生长的晶体进行测试表明,生长晶体化学成分非常接近CdSiP2的理论化学配比,结晶性良好.运用红外分光光度计以及红外显微镜对厚度2mm的CdSiP2晶片进行了红外光学性能测试,结果表明,在2~5 μm范围内的红外透过率在53%以上,晶片的红外透过率均匀性接近90%.对CdSiP2晶体a轴方向与c轴方向的热膨胀系数αa和αc分别进行了测定,在温度620K时,a轴方向的热膨胀系数αa高达4×10-6 K-1,几乎为αc的三倍.计算得到Cd-P键rCd-P的热膨胀系数为17×10-6 K-1,比Si-P键rSi-P大得多,采用电子结构理论分析了CdSiP2晶体各向异性热膨胀机理.

关键词: CdSiP2 , 晶体生长 , 布里奇曼法 , 热膨胀

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