移动加热器法生长碲镉汞晶体的数值模拟

提出采用移动加热器(THM)法在稳态条件下生长碲镉汞晶体的理论模型.该模型利用与时间相关的一维物质扩散方程组,熔区自由边界通过考虑相图来确定,没有考虑对流的影响.给出了x=0.2时碲镉汞晶体生长过程的数值解.结果表明,在生长初始阶段,生成晶体的组分是不均匀的,其长度与生长条件如熔区长度、加热器移动速度、温场分布等因素有关,在初始阶段过后,生成晶体的组分接近多晶料的组分. 关键词：     

碲镉汞表面钝化新方法

提出了脉冲式阳极氧化生长碲镉汞表面钝化膜的方法．自行设计研制成功一种新颖的脉冲式阳极氧化装置，获得了优于传统恒流方式生长的碲镉汞阳极氧化膜界面，并结合扫描电子显微镜、俄歇电子能谱和光电导衰退法观测了脉冲氧化对碲镉汞表面的影响．探索到一种能够使表面复合速度降得最低的最佳脉冲氧化条件．对脉冲氧化膜的生长机制进行了分析讨论 关键词：     

变温吸收谱研究液相外延碲镉汞浅能级

利用变温吸收谱(11—300K)对非故意掺杂液相外延Hg_1-xCd_xTe进行研究,对吸收边在低温区间(<70K)出现的约7—20meV反常移动现象进行了分析.结果表明该现象是由材料中Hg空位作为受主能级存在而形成的,红移幅度与样品组分/载流子浓度有关.据此估算Hg空位大致位于价带上方约20meV,与Hg空位形成浅受主能级的经验公式计算结果基本符合.该结果可以解释由传统吸收谱方法确定材料禁带宽度略高于材料实际光电响应截止能量值的现象. 关键词： 碲镉汞 液相外延 汞空位 反常吸收     

光伏型碲镉汞探测器在波段内连续激光辐照下的两种不同过饱和现象的产生机理

利用连续波段内激光对两批光伏型碲镉汞探测器进行了激光辐照实验, 发现了两种不同的过饱和现象. 实验表明, 光伏型碲镉汞探测器在强光辐照下都会出现开路电压随光强增强而减小的过饱和现象, 明晰了PV型探测器在强光辐照下的一般规律性现象和由探测器个体差异导致的特殊现象. 从等效电路模型出发, 剖析了两种过饱和现象的发生条件, 建立了数值计算的理论模型, 对两种过饱和现象进行了数值模拟, 计算结果与实验结果符合得较好. 研究表明, 光伏型碲镉汞探测器在波段内强光辐照下引起的过饱和现象有两种产生机理, 一种是热效应引起的暗电流增大机理; 另一种是探测器材料中缺陷引起的漏电流增大机理. 关键词： 波段内连续激光 光伏型碲镉汞探测器 过饱和现象     

Si基碲镉汞光伏探测器的深能级研究

通过变温I-V测试方法对中波Si基碲镉汞光伏探测器的深能级进行了研究. 首先在产生-复合电流为主导电流机理范围内对Si基碲镉汞探测器的I-1/(k_BT)曲线拟合,得到-0.01 V偏压下单元Si基碲镉汞器件的深能级E_g/4.然后对不同偏压下的实验数据进行了拟合、比较,发现不同偏压下起主导作用的深能级与该偏压下的暗电流机理有较好的对应关系. 最后对-0.01 V偏压下不同面积器件的深能级进行了拟合、比较,发现 关键词： Si基碲镉汞 深能级 产生-复合电流 理想因子     

离子束刻蚀碲镉汞晶体的电学特性研究

本文利用迁移率谱分析了离子束刻蚀后的碲镉汞晶体, 发现180 μm的p型碲镉汞晶体在刻蚀后完全转为n型, 且由两个不同电学特性的电子层组成:低迁移率的表面电子层和高迁移率的体电子层. 通过分析不同温度下的迁移率谱, 表明表面电子层的迁移率不随温度而变化, 而体电子层的迁移率随温度的变化与传统的n型碲镉汞材料一致. 不同厚度下的霍尔参数表明体电子层的电学性质均匀. 另外, 通过计算得到表面电子层的浓度要比体电子层高2-3个数量级.     

碲镉汞材料中Hg空位缺陷的第一性原理研究

利用基于第一性原理的全电子势线性缀加平面波方法计算了在碲镉汞材料中Hg空位所引起的晶格弛豫以及空位对周围原子成键机制的影响.通过成键过程中电荷密度的变化以及电荷转移的讨论，论述了碲镉汞材料Hg空位引起的弛豫以及这种弛豫产生的主要原因.通过态密度的计算和分析，发现Hg空位的形成将导致第一近邻阴离子Te的5s态能量向高能端移动了055eV，并借助Te 5s态电荷密度与成键电荷密度的计算结果，分析了引起该能态能量平移的主要原因.通过带边态密度变化以及Kohn-Sham(KS)单电子能级的计算和分析，得出了Hg 关键词： 碲镉汞 Hg空位 线性缀加平面波方法     

B+注入HgCdTe外延材料的红外透射光谱分析

运用多层模型和膜系传递矩阵以及非线性二乘法，模拟了B+注入碲镉汞外延材料的红外透射光谱，结果表明B+注入碲镉汞外延材料的红外透射光谱能够很好地理论再现，并由此获得了结区的自由载流子浓度分布、迁移率、面自由载流子浓度以及折射率和消光系数等相关参量，所得结果与微分Hall法测试的结果是一致的.计算结果也表明B+注入HgCdTe导致红外透射率变化的根本原因是注入层的高载流子浓度的等离子效应改变了该层的折射率和消光系数.     

射线探测用碲锌镉晶体及其器件研究

采用改进的布里奇曼(B ridgm an)方法进行锌组分为0.15碲锌镉(Cd0.85Zn0.15Te)晶体的生长。通过严格控制晶体生长过程中Cd的蒸气分压,使得所生长的碲锌镉晶体在结晶质量方面达到了较好的水平。对其性能进行测试,红外透射比T>60%、沉积相密度<1×104/cm2、位错腐蚀坑密度DEPD<6×104/cm2、X射线衍射双晶回摆曲线半峰全宽FWHM<20 arcsec、电阻率ρ>1010Ω.cm。利用所生长的晶体初步制作了平面型单元碲锌镉射线探测器,所用晶体的尺寸为5 mm×5 mm×2.5 mm,制成的探测器在室温下对125I和241Am放射源进行了探测测量。对125I放射源,探测出了强度为74.5%的27.5 keV的γ射线特征峰,不能仔细分辨出强度为39.8%的27.2 keV的γ射线特征结构;对241Am放射源,探测出了59.5 keV的γ射线特征峰,分辨率优于6 keV,半峰全宽FWHM<10%,同时还能检测出Te、Cd的X射线逃逸的混合峰以及241Am低能Te-K系、Np-L系的两个X射线特征峰。     

可见/近红外超光谱碲镉汞焦平面研究

为了满足可见-近红外波段的高光谱分辨率和高灵敏观测需求, 采用大面阵、低噪声碲镉汞焦平面制备技术和低损伤衬底去除技术, 成功制备了高信噪比大面阵可见/近红外碲镉汞焦平面探测器。无损衬底去除技术采用机械抛光和化学腐蚀相结合的方法, 使焦平面的响应波段拓展至400 nm~2 600 nm。采用信号定量化焦平面测试评价手段对可见/近红外碲镉汞焦平面的性能进行评估, 640×512 25 μm中心距碲镉汞焦平面的波段量子效率可达到88.4%, 信噪比达到287, 有效像元率大于98%, 能够获得清晰的可见和近红外波段图像。     

Hg1-xCdxTe禁带以上的本征光吸收

讨论了HgCdTe三元半导体在能量大于禁带宽度范围内的本征吸收光谱。经过分析比较实验数据,Kane理论结果以及几种经验公式,指出Anderson从Kane模型获得的理论公式及褚君浩等从实验结果得出的经验公式,最符合HgCdTe禁带以上本征光吸收行为。文中还就外延薄膜样品的本征吸收进行了讨论。 关键词：     

Stress relaxation in CdHgTe/CdTe heterostructures

Based on our analysis of the results of measurements of elastic deformation in Cd_xHg_1–xTe/CdTe heterostructures it is shown that the degree of relaxation of the crystal lattice for Cd_0.2Hg_0.8Te films 1 µm thick with a working temperature of 273 K is 0.8766, which supports the idea of almost full relaxation of the mismatch stress for such thicknesses of A₂B₆ films.Translated from Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii, Fizika, No. 8, pp. 112–114, August, 1995.     

Sputter cleaning and dry oxidation of CdTe,HgTe, and Hg0.8Cd0.2Te surfaces

The analyses of CdTe, HgTe, and Hg_0.8Cd_0.2Te surfaces by XPS and LEED after Ar⁺ sputtering and after the subsequent onset of a dry oxidation are described, and a quantitative evaluation of the XPS spectra is attempted. The results are: Ar⁺ sputtering yields a perfect unreconstructed CdTe surface of stoichiometric composition, whereas the composition of sputtered HgTe and Hg_0.8Cd_0.2Te surfaces generally deviates from the stoichiometry of the respective compound. This deviation is a function of the energy of the Ar ions (1 to 15 keV) and is characterized by an increasing deficit in Hg as the ion energy is raised. The Hg deficit of sputtered Hg_0.8Cd_0.2Te surfaces is substitutionally compensated by an equivalent increase in Cd, and due to this substitution the resulting surfaces are sufficiently ordered to display a distinct LEED pattern. The oxidation of sputtered CdTe, HgTe, and Hg_0.8Cd_0.2Te surfaces in an O₂ atmosphere is an extremely slow process. Therefore, the surfaces to be oxidized were additionally exposed to UV radiation (low pressure mercury lamp), and due to UV generated ozone as an oxidizing agent ultrathin native oxide layers of up to 15 Å thickness were readily obtained. The predominant constituents of these native oxide layers on Hg_0.8Cd_0.2Te are concluded to be CdTeO₃ and TeO₂.     

Fracture mechanisms of Hg0.8Cd0.2Te induced by pulsed TEA-CO2 laser

The fracture mechanisms of Hg_0.8Cd_0.2Te induced by pulsed TEA-CO₂ laser have been investigated theoretically and experimentally in this paper. The Hg_0.8Cd_0.2Te target was irradiated by a TEA-CO₂ laser with wavelength of 10.6 μm and spike width of 240 ns in an ambient atmosphere. The evident cracks can be found on the surface of the target from the scanning electron microscopy (SEM) photos, indicating that the severe breaks happened during the experiment. Theoretical analysis has also been carried out and the results show that the fracture of Hg_0.8Cd_0.2Te is mainly induced by thermal stresses, although there are three forces (thermal stress, evaporation wave and laser-supported detonation (LSD) wave) exerted on the target surface during the process.     

碲镉汞辐射损伤的微观过程

利用高分辨率的电子显微技术,在原子和晶格尺度上,研究了碲镉汞晶体结构在大剂量高能电子作用下,晶体结构产生损伤、扩展和重构的过程。研究结果表明,碲镉汞结构损伤是在强电子束作用下,[(Hg,Cd)Te₄]四面体的形变,在{111}面产生并沿{111}面呈阶梯形扩展的过程。从而在[110]方向观察到了新的更大周期的两维重构网格。 关键词：     

Damage and lattice location studies in Hg implanted Hg1–xCdxTe

Abstract

Rutherford backscattering (RBS) and ion induced X-ray (PIXE) channeling experiments have been used to study the damage accompanying Hg and Al implantations into Hg_0.8Cd_0.2 Te and its annealing as well as to determine the location of Hg in the crystal.

The damage induced by the implantation of 300 keV Hg and 250 keV Al ions at room temperature was found from RBS channeling studies to reach a saturation level at doses of 1 × 10¹⁴ cm^?2 and 3 × 10¹⁴ cm^?2 respectively. The damage resembles that characteristic for extended defects and it anneals at ≈ 300°C.

The location of the constituents of Hg implanted Hg_0.8 Cd_0.2 Te was studied by PIXE channeling observing the characteristic X-rays for each element. Angular scans indicate that the channels are mostly blocked by Hg atoms for both unannealed and, to a lesser extent, annealed crystals. This observation supports the suggestion that interstitial Hg atoms may be responsible for the conductivity of Hg implanted Hg_1–x Cd_g Te.     

不同邻晶面Hg1-xCdxTe外延薄膜的特性分析

在取向不同的CdTe衬底上用液相外延技术生长了Hg_1-xCd_xTe薄膜，结合金相显微镜、红外显微镜、X射线双晶衍射、红外吸收及Raman光谱等手段分析了不同邻晶面外延层的性质，结果表明，在“近平面”（衬底偏角δ＜0.1°）或“无台阶面”（δ≈1.2°）上生长的外延层的晶格质量及光学性能较好 关键词：     

CdxHg1－xTe/SiO2固溶体微晶掺杂玻璃三阶非线性光学性质的

本文首次报道了对采用溶胶凝胶和原位生长工艺制备的Cd_xHg_1-xTe/SiO₂固溶体微品掺杂玻璃进行的三阶非线性光学性质实验研究及其结果。利用回返式简并四波混频技术,测得该固溶体掺杂玻璃的三阶非线性极化率的值为10^-12esu量级。此结果比纯SiO₂基体提高了2个数量级。表明该固溶体掺杂玻璃三阶非线性明显增强,在同样条件下,测得CS₂的三阶非线性极化率x⁽³⁾为(1.7±0.2)×10^-12esu,与国际上报道完全一致。     

Photo conductivity of condensed electrons in the dilute metal N-type Hg0.8Cd0.2Te

We have measured time resolved photo conductivity in n-type Hg_0.8Cd_0.2Te above the magnetic quantum limit. In this dilute metal the low temperature magneto-transport is governed by a thermally activated mobility of the electrons, behaving like a viscous liquid of molecules or atoms. Photo conductivity proved to represent a valuable method to obtain information on electron correlation time, on the carrier density and on the recombination time of dondensed electrons.     

CdxHg1-xTe混晶声子谱的远红外光谱研究

在温度4.2—300K和波数15—5OOcm^-1的范围内研究了x=0.18到0.45的不同组分的Cd_xHg_1-xTe的远红外吸收光谱。除剩余射线吸收带两侧的双声子吸收结构外,实验首次观察到一个位于波数20—50cm^-1的低频吸收带。用面间力常数的密度函数法等估计了Cd_xHg_1-xTe混晶的声子谱,并将上述低频吸收带归之于混晶导致的无序和“掺杂”诱发TA声子带模吸收效应。 关键词：