电子束蒸发制备PbI2膜及其光学性能研究

采用电子束蒸发法制备PbI2膜,研究不同工艺参数对制备样品光学性质的影响.结果表明,制备样品属于六方相多晶结构,随衬底温度的升高,样品中的I元素含量降低并趋于理想化学配比.随着衬底温度的升高,PbI2膜的光谱透过性能逐渐改善,吸收边沿低能一侧的拖尾逐步消除,源自样品结晶质量的提高.根据紫外-可见透过谱,计算了不同条件下制备样品的厚度、折射率、吸收系数和光学带隙.结果发现,随衬底温度的升高,制备样品的折射率和光学带隙出现波动变化,但吸收系数单调增大.在相同的衬底温度下,35 cm的源-衬间距下制备的样品具有最大的光吸收系数,归因于该系列样品较高的致密度.     

CdZnTe晶体的缺陷能级分析

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.     

［Cd(CHZ)3］(ClO4)2的制备和分子结构研究

本文报道了高氯酸三碳酰肼合镉(Ⅱ)的制备方法和分子结构。该配合物结构式为［Cd(CHZ)₃］(ClO₄)₂。晶体属单斜晶系,P2₁/n空间群。晶体学参数为：a=1.0281(1) nm, b=0.8617(1) nm, c=2.1360(1) nm,β=100.53°, V=1.8604(3) nm³; Z=4, Dc=2.076 g·cm^-3, μ(Mo, K_α)=15.43 cm^-1。经全矩最小二乘法对非氢原子坐标和温度因子进行修正。最终偏离因子R=0.0296。在该配合物中,碳酰肼(CHZ)分子作为双齿配体,由羰基氧原子和1位氮原子与Cd配位,形成五员平面螯合环,配合物分子中共有三个这样的螯合环,中心离子为六配位八面体构型;配合物的外界是两个高氯酸根离子,通过库仑力与内界结合在一起。     

富铅配料合成PbI2多晶及其熔体分层研究

富Pb配料、采用两温区气相输运法合成了单相的PbI2多晶材料,实验中出现熔体分层的现象.对合成结果的X射线衍射分析(XRD)和能量色散X射线微区分析(EDX)结果表明:富余的Pb沉积于石英安瓿的底部,与合成的单相PbI2多晶材料分离.根据富Pb配料的范围,结合文献的实验数据,可以确定在Pb-I相图中存在一个新的液相分层区域L2+L3,该区域对PbI2多晶合成和晶体生长具有指导作用.以合成的单相PbI2多晶为原料,采用垂直布里奇曼法生长出了尺寸为φ15mm×30mm、外观完整、呈桔红色的PbI2晶体.     

PbI2多晶膜的制备及其晶体结构

采用电子束蒸发法制备PbI2多晶膜,研究了制备条件对沉积速率和晶体结构的影响.结果表明,源-衬间距和衬底温度对沉积速率的影响不具单调性,沉积速率随源-衬间距增大、衬底温度升高呈波动起伏.不同条件下制备的PbI2膜均属六方结构,但结晶质量和择优生长晶面存在差异.实验发现,随着膜层厚度增大,样品的结晶质量提高,当膜厚超出某一临界值,其结晶质量出现明显的下降.同时,随着衬底温度升高,PbI2膜的择优生长方向由80 ℃的(110)晶面转变为120 ℃的(001)晶面,且高级次(002)、(003)、(004)晶面的衍射峰逐渐增强,样品的c轴择优取向生长更加明显.综合以上,在电子枪束流25 mA、电压6.5 kV,源-衬间距30 cm、衬底温度160 ℃的条件下,采用电子束蒸发制备的PbI2多晶膜具有最佳的结晶性能.     

气相输运合成PbI2多晶的热力学研究

本文对PbI2合成反应体系的反应焓变,反应熵增,Gibbs自由能变化和反应平衡常数进行了理论计算,从热力学角度论证了选取PbI2熔点(678K)以上的723K作为体系合成反应控制温度的可行性.在723K的控温工艺下,采用两温区气相输运方法合成出高纯、单相的PbI2多晶材料,XRD分析结果表明符合热力学计算结果的控温工艺能有效地应用于PbI2多晶合成.     

碲锌镉单晶体的(110)面蚀坑形貌观察

本文报道了一种能够在室温下择优腐蚀碲锌镉(CZT)单晶体(110)晶面的腐蚀液配方,并对富Cd生长的CZT晶体蚀坑形貌进行了扫描电镜观察.结果表明晶体(110)面腐蚀坑形状为三角形,并初步对蚀坑的成因进行了分析,估算出CZT(110)面蚀坑密度约为103～105/cm2数量级.这说明富Cd原料的改进布里奇曼法可以生长出低蚀坑密度的CZT单晶体.     

Pb-I系统的相变分析与PbI2晶体生长

对Pb-I系统L2+L3相的分层熔体在结晶过程中发生的相变进行了研究.结果表明,在富Pb配料的PbI2熔体凝固过程中,PbI2晶粒的析出和富余Pb的沉积是各相间的动态交换,结晶后富余的Pb将以单质的形式凝固于单相PbI2晶体底部.据此,设计出特殊结构的石英生长安瓿,采用垂直Bridgman法生长出尺寸为10 mm×20 mm、完整性好的PbI2晶体.XRD分析结果表明该晶体为2H结构,P3ml空间群,EDX分析结果表明沉积于籽晶袋球泡中的Pb含量为100 at;,晶体生长实验的结果与Pb-I系统的相变分析一致.     

高氯酸三碳酰肼合锰(Ⅱ)的制备和结构测定

用碳酰肼的水溶液与高氯酸锰的水溶液反应制备了一种新型配物。用元素分析、红外光谱分析和 DSC分析对其进行了结构表征 ,通过 X-射线四圆衍射分析测定了它的分子结构 ,其分子式可表示为 [Mn( CHZ) 3]( Cl O4) 2 。该晶体属于单斜晶系 ,P2 1 / n空间群 ,晶胞参数为 :a=1 .0 1 97( 2 ) nm,b=0 .85 93( 1 ) nm,c=2 .1 41 2 ( 3)nm,b=1 0 0 .86°,V=1 .842 6 ( 5 ) nm3,Z=4。分析结果表明 ,碳酰肼分子通过其羰基氧原子和一个端位氮原子与中心锰离子配位形成五元环结构 ,分子中共有三个这样的五元环结构 ,使得该配合物结构稳定 ,具有用作含能材料的可能性。