化学气相沉积法制备ZnSe多晶材料的缺陷研究

本文介绍了ZnSe晶体的制备方法及其重要应用背景,系统地总结了化学气相沉积法(CVD)制备ZnSe过程中产生的各类缺陷,包括云雾、孔洞和微裂纹、夹杂、分层和胞状物。采用SEM、体视显微镜、金相显微镜、傅里叶光谱仪等方法对缺陷进行了表征。结合国内外文献和检测结果,对各类缺陷可能的产生机理及抑制方法进行了阐述与分析。     

热等静压处理对CVD ZnS/ZnSe复合材料性质的影响

对利用化学气相沉积(CVD)制备的ZnS/ZnSe复合材料进行了显微结构和光学性质的测试和分析.研究表明,热等静压过程使得CVD ZnS/ZnSe晶体内部晶粒尺寸明显增大,减少或消除了内部缺陷,提高了材料的光学透过率.     

化学气相沉积法制备ZnSe微球

采用化学气相沉积方法,以MiSe2为前驱体,制备出尺寸均匀、分散度好的ZnSe微球.通过XRD、EDS和FESEM对产物的结构、成分和形貌进行了测试与表征.结果表明:所得ZnSe微球为立方闪锌矿结构,直径在800～1000 nm之间,具有近于理想的化学计量比.变温光致发光谱研究表明,ZnSe微球在550～640 nm处存在与Zn空位及杂质能级相关的发光峰.     

ZnS晶体的化学气相沉积生长

本文报道了用化学气相沉积(CVD)法生长ZnS透明多晶体的实验结果,对生长的晶体的物理化学性能进行了测试,讨论了化学气相沉积工艺中影响ZnS晶体质量的因素.结果表明:选用固体硫作原料,用化学气相沉积方法,可以沉积出透明ZnS多晶体;它的透过性能极其优异,在6.2μm处无吸收峰,在中、长波红外透过率可达70;以上.     

用化学气相沉积(CVD)法制备硫化锌(ZnS)体块材料中晶体缺陷和生长工艺的研究

本文报道了用化学气相沉积(CVD)法制备高质量红外光学体块材料硫化锌(ZnS)的制备工艺,研究了晶体缺陷对其光学性能的影响.XRD,XEM及IR表明,采用优化的沉积工艺和热等静压后处理,减少晶体中杂质、微孔、六方结构ZnS及Zn-H键的形成,使生长的CVD ZnS具有高的红外透过率,提高了材料的光学品质.     

用化学气相沉积法制备红外体块晶体ZnS

本文报道了采用化学气相沉积法制备红外ZnS体块晶体的工艺及其性能.并用傅立叶红外光谱仪测试了材料的红外性能,研究了晶体缺陷对材料红外透过率的影响.结果表明:通过优化生长工艺,使反应室的压力在500～1000Pa之间变化,沉积温度控制在550～650℃之间,可以制备出厚度均匀,红外透过率(3-5μm和8～12μm)在70;以上,尺寸达250mm×250mm×15mm高质量的ZnS体块晶体.     

化学浴沉积法制备ZnS薄膜的结构及可见-近红外光谱特性研究

采用化学水浴法,以ZnSO4、柠檬酸钠、NH3·H2O、SC(NH2)2为反应物,在玻璃衬底上制备了ZnS薄膜,采用XRD、SEM、分光光度计、台阶仪等手段研究了水浴温度、沉积时间、pH值等条件对ZnS薄膜的晶体结构、表面形貌、光学性能的影响.结果表明,ZnS薄膜经退火后出现明显特征衍射峰,为闪锌矿结构,可见光范围内平均透过率均大于80;.经过工艺优化,在水浴温度为80℃、沉积时间为1h、pH=10条件下沉积的ZnS薄膜表面均匀致密,可见光范围内平均透过率为89.6;,光学带隙为3.82 eV,适合做铜铟镓硒和铜锌锡硫薄膜太阳电池的缓冲层.     

元素级ZnS高温性能研究

作为一种重要的中长波红外窗口材料,元素级ZnS具有良好的光学性能和力学性能。目前,高超声速飞行器的发展迫切需要开展元素级ZnS红外窗口的高温性能研究。本文研究了不同温度下元素级ZnS的高温性能,结果表明,元素级ZnS的辐射率随着波长增大而增加,且同一波长下随温度的升高而增加,500℃时,在3～5.5μm平均法向光谱辐射率小于0.05,7～10.5μm平均法向光谱辐射率小于0.10。在2～9.5μm,温度对透过率影响并不大,在9.5μm后,随着温度的升高,透过率明显降低。折射率、热光系数和线膨胀系数随温度的升高而增大。温度对弯曲强度几乎无影响,弹性模量随温度升高而降低,800℃时的弹性模量与室温下的相比下降约30%。     

以S、Se为原料的CVD ZnS、CVD ZnSe的化学反应分析

本文详细分析了用单质硫或单质硒为原料,在Zn-S-H2-Ar体系或Zn-Se-H2-Ar体系中化学气相沉积生长 ZnS和ZnSe晶体所发生的化学反应,认为在这两种化学气相沉积过程中所发生的化学反应是以锌蒸汽与硫或硒蒸汽反应来实现的.计算出了上述反应的△H、△S和△G这些热力学函数,并将该△G与采用H2S气体(Zn-H2S-Ar体系)和H2Se气体(Zn-H2Se-Ar体系)为原料的CVD ZnS和ZnSe做了对比.实验结果表明,以单质Se为原料生长的CVD ZnSe比以H2Se为原料的CVD ZnSe的努普硬度有显著的提高.     

CVT一步生长的ZnSe单晶的光电特性研究

本文采用化学气相输运(CVT)法,由Zn(5N)和Se(5N)一步直接生长了片状ZnSe单晶,并对其结构特性和光电性能进行分析。研究表明,生长出的ZnSe单晶仅显露(111)面,红外透过率约为40%～42%,具有较高的结晶质量。该ZnSe单晶可与In电极形成良好的欧姆接触,其体电阻率约为7.3×109Ω.cm。     

工艺参数对CVD ZnS沉积速率的影响

本文报道了CVD法制备ZnS晶体的制备工艺,系统地研究了气体流量、工作气压、基板温度等主要工艺参数对沉积速率的影响规律.实验表明,随着H2S(s)/Zn摩尔流量比的增加,沉积速率逐渐增大;基板温度升高,沉积速率加快;工作气压增大,沉积速率变化不大.在本实验研究的条件下认为,采用合适的H2S(s)/Zn摩尔流量比和沉积温度,在较低的工作气压下生长晶体,能保证较稳定的沉积速率,生长出高质量的晶体.     

化学气相沉积金刚石薄膜生长动力学模型

基于金刚石薄膜气相生长的反应机理，提出了一个动力学模型；建立了描述金刚石生长与无离碳沉积相互竞争机制的动力学演化方程；通过讨论该动力学方程的稳态解，细致刻划了不同Ｃ／Ｈ泫比率条件下金刚石无序碳的竞争生长过程。     

微波等离子体化学气相沉积金刚石薄膜研究

本文系统研究了石英钟罩式微波等离子体辅助化学气相沉积装置对沉积金刚石薄膜的影响。与石英管式微波等离子体沉积装置相比，该装置能使用较高的沉积气压、较大的气体流量和较微波功率。本文着重研究了沉积气压、气体流量和甲烷浓度对金刚石薄膜形貌和生长速度的影响。发生生长速度随着沉积气压和甲烷浓度的增大而增大，晶体形态随着甲烷浓度的增大而差。并使用该装置成功地在４００℃低温沉积了Φ６０ｍｍ的金刚石薄膜。     

ZnSe单晶生长及性能研究

采用物理气相输运法对ZnSe(4N)多晶原料在850℃±10℃进行提纯,再用高压坩埚下降法在1530℃、氩气保护气氛下生长出高质量ZnSe单晶体.研究了提纯过程温度的选择以及氧含量和压力对于晶体生长的影响.对生长出的单晶体进行均匀性测试表明ZnSe单晶完整性和均匀性良好.对ZnSe单晶进行光学性能测试分析表明ZnSe单晶的折射率高,吸收系数低,红外透过率大于70;.     

化学气相沉积(CVD)工艺对ZnS力学性能影响的研究

介绍了化学气相沉积法(CVD)制备ZnS过程中,CVD工艺对材料相关力学性能的影响和控制方法.通过X射线衍射分析、扫描电镜和金相显微镜等手段研究了不同工艺下制备的ZnS样品材料的内部结构和缺陷,提出了ZnS生长过程中晶粒尺寸和材料缺陷的控制方法.研究结果表明,设计合理的喷嘴结构,营造稳定的CVD生长环境,提高CVD ZnS毛坯一致性,抑制材料缺陷形成,有助于提升ZnS材料力学相关性能.     

化学气相沉积法制备二维过渡金属硫族化合物研究进展

二维过渡金属硫族化合物(TMDs)是继石墨烯之后的新型二维材料,由于其自身的独特物理化学性质在半导体、光电材料、能源储存和催化制氢等方面备受瞩目。化学气相沉积(CVD)是目前适合实现大规模制备二维材料的工艺之一,制备过程中参数的高度可控性使其具有很大优势。本文综述了近期通过CVD制备TMDs的研究进展,探讨了在CVD制备工艺中各种参数对产物生长和最终形貌的影响,包括前驱体、温度、衬底、辅助剂、压力和载气流量等。列举了一些改进的CVD制备工艺,并对其特点进行了总结。最后讨论了目前CVD制备TMDs所面临的挑战并对其发展前景进行展望。     

化学气相沉积金刚石薄膜成核机理研究

本文综述了在化学气相沉积（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ,ＣＶＤ）金刚石薄膜过程中非金刚石衬底表面金刚石成核机理研究进展。主要讨论了衬底表面缺陷诱导金刚石成核模型,指出最大原子团的存在决定了金刚石成核是否能够在衬底表面发生;分析了金刚石在非金刚石衬底成核时的过渡层问题,提出了过渡层存在机理;对于在等离子体ＣＶＤ中的偏压增强金刚石成核效应,提出的负偏压离子流增强成核模型和正偏压电     

无籽晶化学气相法生长ZnO晶体

采用化学气相法自发成核的方式生长出φ4mm×5 mm ZnO单晶体.分析了化学气相输运机制,获得ZnO-C体系在生长过程中的压强为0.43 MPa,确定以扩散传输为主;设计了新的生长石英安瓿(锥角约为35°),让沿较快面生长的晶核能淘汰其他晶胚,易长大并形成单晶;X射线衍射测试晶体生长显露面为(002)面,其回摆曲线半峰宽为18arcsec;六边形的腐蚀蚀坑确定该面为ZnO(001)的Zn面,位错缺陷密度为103 cm-2量级.晶体在368 nm处出现了较强的紫外发光峰,属带边激子跃迁;紫外透过率在450～1000 nm内达65;,截止波长为390 nm,对应禁带宽度约为3.12 eV.结果表明,采用无籽晶化学气相法生长的ZnO晶体结晶度好,质量较高.     

多晶硅化学气相沉积过程气相与表面反应模拟验证

针对SiHCl3-H2体系下硅的化学气相沉积过程,采用边界层反应模型和Chemkin模拟软件,耦合不同气相与表面化学反应机理,对不同条件下硅的沉积速率,高温下HCl气体对硅表面的侵蚀速率进行了模拟计算.与文献报道的三组实验数据进行对比,验证现有反应机理的模拟精度,确定一套修正化学反应机理可以较为准确地预测工业级西门子多晶硅还原炉条件下多晶硅的沉积速率.