CdSe探测器晶片化学机械抛光工艺研究

采用相同温度、刚玉粉、抛光时间和不同方式配制成抛光液,对4组CdSe晶片进行抛光.研究结果表明,采用化学机械抛光能较大地提高晶片的抛光质量.通过用不同pH值的抛光液对CdSe晶片进行抛光,发现用NaOH将抛光液pH值调整为8的一组CdSe晶片,获得了最好的抛光效果,电阻率较高,达到3.2×108Ω·cm以上,适合CdSe探测器制备.     

垂直布里奇曼法生长铜单晶体的研究

Cu单晶在中子和X射线单色器及激光核聚变靶材等领域有重要应用前景.本文采用自制的硅钼棒单晶生长炉和特制的镀碳石英生长坩埚,采用垂直布里奇曼法在30 ℃/cm的温度梯度下,以10 mm/d的下降速度生长出较高质量的铜单晶体.生长的晶体经多次研磨抛光腐蚀处理后进行X射线衍射分析和金相分析,显示出(200)晶面尖锐的X射线衍射峰和规则的方形蚀坑,表明生长的晶体结构完整.     

湿氧钝化CdSe(110)表面的XPS分析

用双氧水对CdSe单晶(110)表面进行钝化,采用X射线光电子能谱(XPS)分析了湿氧处理的CdSe(110)表面的化学特征.通过两次不同分析模式FAT(固定通能)和FRR(固定减速比)所得到的结果表明:CdSe表面出现Se偏析,表面上形成了SeOx(x＜1),SeO、Cd(OH)2和CdCO3的高电阻稳定氧化层,消除了器件表面态,可以减少器件的表面漏电流和改善其信噪比.     

中远红外非线性光学晶体AgGaGenQ2(n+1)(Q=S、Se)研究进展

AgGaGenQ2(n+1)(Q=S、Se)晶体是性能优异的中红外高功率非线性光学材料,在红外跟踪、制导、激光反卫星和激光医学等领域有重大应用前景.本文综合评述了AgGaGenQ2(n+1)(Q=S、Se)晶体的发展历程和研究进展,总结了本实验室已报道,以及最新研究进展,包括采用改进的两温区气相输运温度振荡法合成出单相多晶材料,在四温区立式炉中用改进的Bridgman法生长出AgGaGenQ2(n+1)(Q=S、Se)系列单晶体,晶体尺寸最大可达φ45 mm×90 mm.AgGaGenS2(n+1)晶体退火后在1μm附近透过率为65; ～70;,AgGaGeS4晶体1μm吸收系数约为0.01 cm-1.600 K时热膨胀仪测试AgGaGeS4晶体的热膨胀系数分别为αa=1.39×10-5 K-1,αb =6.87 ×10-6 K-1,αc=1.44 ×10-5K-1.AgGaGeS4表面损伤阈值为103 MW·cm-2,是文献报道值50 MW·cm-2的2倍,体损伤阈值为132 MW·cm-2.     

Ca0．80Zn0．20Te晶体的生长及性能研究

用本实验室合成的Ca0．80Zn0．20Te多晶料为原料，采用改进的布里奇曼法在镀碳和未镀碳的石英安瓿中生长出Ca0．80Zn0．20Te晶锭。使用X射线衍射仪对合成产物及晶锭进行了分析，生长晶体的X射线衍射峰尖锐，摇摆谱对称，表明晶锭的结晶性能较好；用IRPrestige-21红外光谱仪分析了晶体的红外透射光谱，测试结果表明安瓿镀碳后生长的晶体位错密度小，均匀性较好，电阻率优于未镀碳安瓿生长的晶体；晶体的蚀坑密度在10^3-10^4cm^-2之间，比未镀碳安瓿生长的晶体低1个数量级。     

垂直布里奇曼法生长Cd1-xZnxTe晶体的位错分布研究

使用观察位错蚀坑密度方法研究了垂直布里奇曼法生长的Cd1-xZnxTe（CZT）单晶体位错分布规律.实验中选择（110）面几乎平行于径向的晶片,使用EAg-II腐蚀剂对晶片进行腐蚀,观察了晶面上蚀坑的形貌及分布,计算了位错蚀坑密度,得到CZT单晶体位错密度的分布趋势.结合晶体生长工艺,运用完全弛豫弹性应力近似理论讨论了CZT晶体位错密度分布规律.     

坩埚材料对生长CdSiP2晶体表面的影响研究

针对CdSiP2晶体生长过程中,晶体表面与石英坩埚内壁严重粘连甚至开裂的问题,研究了柔性氮化硼(PBN)内衬坩埚生长CdSiP2晶体的新工艺.运用X射线能量色散谱仪(EDS)和X射线光电子能谱仪(XPS)分别对两种坩埚材料生长的CdSiP2晶体表面元素成分和化学状态进行测试发现,采用石英坩埚生长的CdSiP2晶体表面主要组分元素为33.31;的Si和65.63;的O,晶体表面Si 2p的结合能为103.2 eV,与文献中SiO2的Si 2p结合能一致.进一步的分析表明,高温CdSiP2熔体离解产物与石英材料反应生成SiO2界面层是导致晶体严重粘连,甚至开裂成碎块的重要原因;采用柔性氮化硼(PBN)内衬坩埚能有效解决晶体与器壁的粘连,生长的CdSiP2晶体完整较好,表面层各组分元素含量接近CdSiP2理论化学配比1:1:2,质量较高.     

退火和电子辐照复合处理对ZnGeP2单晶性能的改进研究

采用退火和电子辐照相结合的复合工艺方法,对ZnGeP2晶体进行生长后处理.采用傅里叶红外光谱仪(FTIR)和高阻仪(HRM)等,对经不同次序的复合工艺处理前后样品的红外透过率和电阻率进行了测试.结果表明,采用先退火后电子辐照的复合处理工艺,样品的红外透过率能得到明显的提高.     

磷锗锌晶体的热处理研究

采用改进垂直布里奇曼法生长出的磷锗锌(ZnGeP2,ZGP)晶体中存在各种缺陷,导致其红外透过率较低,刚生长的晶体不能直接用于制备红外非线性光学器件.分别采用真空、同成分粉末包裹和真空-同成分粉末包裹的复合退火工艺对生长的ZGP晶体进行了退火热处理研究.应用傅立叶红外光谱仪(FTIR)、高阻仪(HRM)、X射线能谱仪(EDS)等对退火前后的晶体性能和成分进行了测试分析.结果表明,三种方法退火后晶体的红外透过率和电阻率都得到改善,其中复合退火工艺的改善效果最为显著,晶体红外透过率由41;提高到60;,电阻率由2.5×108 Ω·cm提高到7.2 ×108 Ω·cm,晶体成分接近ZGP理想化学配比,退火后晶体的光学和电学性能得到显著改善,可用于ZGP-OPO器件制作.     

磷锗锌晶体器件定向加工研究

研究报道了坩埚下降法自发成核生长的ZnGeP2(ZGP)晶体光学器件定向加工新方法.即首先结合晶体的易解理面((112)面、(101)面)和标准极图以及X射线衍射仪,快速寻找c轴方向,确定晶体的(001)面;再由相位匹配角、方位角以及(101)和(102)晶面确定ZGP晶体的通光面,定向切割加工得到ZGP光参量振荡(OPO)器件初坯,经X射线衍射仪修正角度和后续抛光镀膜处理,制备出11 mm×11 mm×22 mm的ZGP-OPO器件.采用2.1μm、7 kHz激光泵浦ZGP-OPO,实现了3～5 μm中红外调谐激光输出,功率达0.48 W.此方法不仅适用于ZGP晶体的定向加工,也适用于具有类似结构的其他晶体器件定向加工.