ZnO过渡层对Au/Hg3In2Te6肖特基接触特性的影响研究

利用脉冲激光沉积技术在Hg3In2Te6晶体表面制备ZnO过渡层,并对ZnO过渡层进行了表征.结合X射线光电子能谱深度剖析对ZnO/Hg3In2Te6界面元素的化合态进行研究,并通过半导体参数分析仪对Au/ZnO/Hg3In2Te6肖特基接触电学特性进行测试.研究结果表明,采用本实验条件可在Hg3In2Te6晶体表面获得结晶度高、表面粗糙度低,且沿(002)晶面择优生长的ZnO过渡层.同时,ZnO过渡层的引入使Au/Hg3In2Te6肖特基接触的漏电流降低一个数量级,势垒高度提高6.5;.这种现象可能是由于ZnO/Hg3In2Te6界面存在的互扩散使O原子占据了Hg原子空位,从而降低耗尽层中能级缺陷而引起.     

Au/p-CZT晶体的光致发光以及电学性能研究

对比了CZT晶片经腐蚀与钝化表面处理的PL谱,结果表明NH4F/H2O2作为CZT晶体表面钝化剂,钝化后CZT晶体表面陷阱态密度减小到最低程度,同时减小了与Cd空位复合有关的深能级杂质浓度。用Agilent 4339B高阻仪进行CZT晶片I-V特性测试以及Agilent 4294A高精度阻抗分析仪进行CZT晶片的C-V特性测试,结果表明钝化均能不同程度提高Au/p-CZT接触的势垒高度,减小了漏电流。主要原因是在CZT表面钝化生成的TeO2氧化层增加接触势垒高度,并减小了电荷因隧道效应而穿过氧化层的几率。     

Cu/Hg3In2Te6欧姆接触形成机制的研究

采用电流-电压特性测试和X射线光电子能谱测试对Cu/Hg3In2Te6接触特性及其形成机制进行了研究.研究发现,当所加电压不超过10 V时,Cu/Hg3In2Te6接触的电流-电压特性曲线均呈现出良好的线性关系,表现为欧姆接触特性.经拟合,在1V、3V、5V和10 V电压下的Cu/Hg3In2Te6接触的欧姆特性系数分别为0.99995、0.99981、0.99968和0.99950.当电压增加至12 V及以上时,由于Cu/Hg3In2Te6接触势垒被击穿,导致Cu/Hg3In2Te6欧姆接触被破坏.通过X射线光电子能谱深度剖析,发现界面处的元素存在显著的扩散现象,因而导致界面元素的化学环境发生改变,引起了界面上各元素的结合能发生偏移,其中Cu2p结合能向高能方向偏移0.15 eV,而Te3d结合能向低能方向偏移0.15 eV.研究表明界面元素互扩散是促进Cu/Hg3In2Te6欧姆接触形成的主要原因.     

CdZnTe平面探测器对低能X/γ射线的光谱响应

基于3片不同条件下生长的CdZnTe晶片制备出平面电极(Planar)探测器CZT1、CZT2及CZT3.分析室温下3个探测器在不同场强作用下对低能X/γ射线的光谱响应,并结合相应晶体材料的载流子迁移特性和掺杂剂的浓度以及存在状态,归纳影响探测器分辨率的原因.掺杂In浓度高的探测器CZT1,由于材料中存在的深能级缺陷Cd2+i,作为电子的俘获中心,影响了载流子的收集效率,进而降低了探测器的能量分辨率;掺杂In浓度低的探测器CZT2对不同能量X/γ射线均具有较好的能量分辨率;而Al掺杂探测器CZT3,由于Al间隙原子Ali的存在作为电子的散射中心,最终影响了收集效率及能量分辨率.     

CdZnTe晶体光致发光谱"负热淬灭"现象研究

采用改进的垂直布里奇曼法生长了直径为60 mm的CdZnTe晶体,测试了其在10 K～150 K范围的PL谱.对760 nm和825 nm处的峰积分强度随温度变化关系进行研究发现,在30～50 K范围内,PL谱峰的强度呈现反常温度依赖现象,即随着温度的升高而减小,也就是所谓的"负热淬灭"现象,这在CdZnTe晶体中属首次观察到.进一步分析表明,随着温度的增加,其PL谱强度变化的过程包含了三个无辐射过程和一个负热淬灭过程.与没有发生"负热淬灭"现象的CdZnTe晶体对比,两者XRD图谱呈现明显差异.讨论了发生负热淬灭现象的原因以及可能路径.     

CdZnTe单晶表面原子结构

半导体表面是一个特殊区域,其表面原子结构与体态有很大区别,而且他们对材料的整体性能又起着十分重要的影响.本文通过真空Ar<'+>离子刻蚀并原位退火的办法,获得理想清洁的CdZnTe单晶表面,采用低能电子衍射(LEED)观察了(110)、(111)A面和(111)B面的表面原子结构.发现(110)面为稳定面没有发生重构,而在(111)A面上发现了由空位形成的(31/2×31/2)R 30°重构,在(111)B面上发现了由Te顶戴原子形成的(2×2)重构.     

碲铟汞晶体的透射电子显微分析

采用垂直布里奇曼法,生长出直径为30 mm的Hg3In2Te6晶体.通过透射电子显微镜观察Hg3In2Te6晶体和第二相粒子的形貌,并利用选区电子衍射技术分析其物相.结果表明:晶锭基体的物相为Hg0.5In0.33Te;同时观察到了HgTe、In2Te3等第二相,尺寸为10～40 nm.推测晶体发生分解是形成第二相的原因.     

磁铁在无限大薄导体板上方低速运动的磁阻尼探究

本文基于麦克斯韦涡流镜像理论,定量计算了在无限大薄导体板上方低速运动的磁铁所受阻力的表达式,其正比于运动速度、磁矩的平方和导体板厚度,并以磁铁离导体板距离的4次方关系减小.用改进单摆法构建了磁单摆-铝箔系统进行实验,控制其他变量不变,改变磁铁离铝箔的最小距离并进行多次实验,发现理论与实验符合较好.     

不同温度下碲铟汞晶体结构的XRD研究

通过X射线粉末衍射方法对大气环境下25～100℃条件下的碲铟隶晶体结构进行了研究.借助Rietveld方法,利用GSAS软件对碲铟汞晶体结构进行精修,并计算了其Hg空位浓度.结果表明,室温下碲铟汞晶体中由于Hg元素较易挥发而引入的Hg空位约占1.88;,品格常数约为0.63163 nm;随着温度的升高,Hg的占位率逐渐降低,Hg空位的浓度有所提高;MIT的品格常数呈现出先减小后增大的趋势.     

HgInTe晶片表面化学抛光研究

对HgInTe(MIT)晶片表面化学抛光工艺进行了研究,采用不同浓度的Br2-C3H7ON以及Br2-MeOH作为抛光液对MIT晶片进行化学抛光后发现,5;Br2-C3H7ON抛光液的抛光速度平稳且易于控制,抛光3min后可以有效去除表面划痕,获得光亮表面,表面形貌达到最佳效果.AFM分析结果表明,5;Br2-C3H7ON抛光后的晶片表面粗糙度降低67;,平整度显著增加.相比之下,5;Br2-MeOH抛光液抛光速度过快,抛光后的表面形貌较差.