碲溶剂法生长碲镉汞晶体的数值模拟

提出了碲溶剂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，熔区自由边界通过相图来确定.采用有限差分法完成了组分x=0.2的长波碲镉汞晶体生长过程的数值模拟.讨论了液相区温度场分布、加热器移动速度、液相区长度和生长界面温度对生长碲镉汞晶体轴向组分的影响.模拟结果与实验结果相符. 关键词：     

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：     

激光辐照碲镉汞红外焦平面探测器的热应力损伤研究

基于碲镉汞红外焦平面探测器的结构与其材料热力学相关特征,描述了激光辐照碲镉汞红外焦平面探测器造成的损伤机理。根据相关的辐照环境和条件,通过有限元分析法建立了三维仿真模型。基于COMSOL Multiphysics软件仿真了碲镉汞红外探测器受到波长10.6 μm的激光辐照时,探测器各部分的温度变化及应力变化情况;通过数值分析方法,比较了碲镉汞探测器在经过光斑面积相同。功率不同的激光辐照后,其表面径向及内部轴向的温度场变化及应力场变化情况。仿真结果表明:在经过106 W/cm2的连续激光辐照后碲镉汞探测器表面温度与应力快速升高,造成探测器表面损伤,同时探测器被辐照部位的温度变化也导致其内部局部应力值变化。将碲镉汞探测器的应力损伤阈值及变化趋势与文献中相关实验数据进行对比,发现二者结果基本一致,验证了模型的可行性。     

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     

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.     

碲镉汞晶体中缺陷的晶格像

用高分辨电子显微镜观察了碲镉汞晶体中的缺陷。直接观察到晶体中存在的两类60°位错。在孪晶边界上,观察到孪晶位错。指出,孪晶位错是再结晶过程中,孪晶界面迁移的激活台阶。 关键词：     

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。     

Hg_(1-x)Cd_xTe材料变温特性的实验研究

对碲镉汞(Hg1-xCdxTe)材料的电学特性进行了变温实验研究.通过变温(80~300 K)霍尔效应测量,研究了Hg1-xCdxTe材料的霍尔系数RH、电导率σ和霍尔迁移率μH的温度依赖关系.结果表明,Hg1-xCdxTe晶体在低温下为p型导电,而在室温下为n型导电.     

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。     

用拉曼散射分析碲镉汞中的缺陷

本文分析了碲镉汞（HgCdTe或MCT）中Te沉淀相,Hg空位的拉曼散射峰,以及碲镉汞表面完整性与它的二级拉曼散射峰的关系,MCT中的Te沉淀相的拉曼峰位于125和145cm^-1处,此峰与标准的Te三角晶系的拉曼峰相比,往高能方向移动了2cm^-1,这表明Te沉淀相受到了压应力的作用,MCT中位于108cm^-1处微弱的拉曼峰来源于Hg空位,此峰只在p型和包含有反型层的MCT中出现,在n型的MCT中几乎不出现,MCT的拉曼二极散射峰对其表面完整性非常敏感,表面完整性好的拉曼峰很明显,而表面完整性较差的峰则不太明显,此峰的1LO（T）模的强度测量对晶体制备过程中的表面分析也可能供有用的信息。     

制备工艺对p型碲化铋基合金热电性能的影响

利用区熔法、机械合金化、放电等离子烧结(SPS)技术、热压法等多种工艺制备了p型碲化铋基热电材料.在300—500K的温度范围内测量了各热电性能参数，包括电导率(σ)、塞贝克系数(α)和热导率(κ)，研究了制备工艺对热电性能的影响.结果表明，所制备的块体材料与同组成区熔晶体相比，性能优值ZT均有不同程度的提高.其中，利用区熔法结合SPS技术可获得热电性能最佳的块体材料，其ZT值达1.15. 关键词： 碲化铋 放电等离子烧结 区熔法 热电性能     

碲镉汞致冷技术与性能

碲镉汞致冷技术与性能多无碲镉汞（ＨｇＣｄＴｅ）是用途较多的探测器之一。ＨｇＣｄＴｅ探测器具有宽动态范围，可在大多数红外应用中使用。采用可变能隙半导体处理技术的习惯性配比使得ＨｇＣｄＴｅ探测器的应用能够确定其在２～１２ｕｒｎ波段内的光谱响应率。然而，大...     

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     

HgCdTe红外探测器离子注入剂量优化研究

在中波响应波段的p型Hg_0.709Cd_0.291Te(MCT)分子束外延生长薄膜上，利用材料芯片技术获得叠加注入不同硼离子剂量的系列大光敏元面积(500μm×500μm)的n-op-p结.通过测量液氮温度下不同离子注入剂量单元的电流-电压特性和对零偏微分电阻R₀分析，观测到p-n结的性能与硼离子注入剂量明显的依赖关系.在另一片薄膜材料(镉组分值为0.2743)上通过该方法获得R₀A优于现有常规数值的探测器单元. 关键词： p-n结 离子注入 碲镉汞薄膜     

光伏半导体器件对能量小于禁带宽度光子的响应机理研究

利用光子能量为0.12 eV的10.6 μm连续激光分别辐照了禁带宽度为0.91和0.33 eV的光伏碲镉汞探测器. 实验表明,激光辐照下禁带宽度为0.91 eV的探测器输出正电压,而禁带宽度为0.33 eV的探测器对激光的响应方向却与之相反. 为了研究此现象,利用功率密度一定的10.6 μm激光辐照不同开路电压状态下禁带宽度为0.91 eV的探测器,实验结果证实初始开路电压是产生输出电压反向现象的原因. 对这一机理进一步分析发现,光伏探测器在光子能量小于禁带宽度的激光辐照下,其开路电压是热激发载流子导致的热生电动势和自由载流子吸收导致的晶格热效应共同决定的. 关键词： 能量小于禁带宽度的光子 光伏碲镉汞探测器 热生电动势 晶格热效应     

晶体生长角和凝固速率对贵金属电子束区域熔炼晶体生长的作用

基于电子束区域熔炼中熔区上力的平衡关系式, 计算获得了基座法、等径区熔法两种工艺下稳定成形熔区高度的表达式, 探讨了试样尺寸、晶体生长角和凝固速率等参数对六种贵金属稳定成形熔区高度的影响. 结果发现, 区熔相同尺寸试样时, 六种贵金属能够稳定成形熔区高度大小依次排序为 Ru> Pd> Ir> Pt> Ag> Au. 同时获得了这六种贵金属的晶体生长角在8.4°-10.7°之间, 而实际的晶体生长角与界面生长机制有关. 在基座法中, 连续生长机制所能支撑的熔区高度最小, 而等径区熔法中连续生长机制支撑的熔区高度大于位错生长机制和小面生长机制. 这三种晶体界面生长机制中连续生长方式对晶体生长角和区熔熔区高度影响较小, 有利于贵金属区熔单晶制备. 另外当凝固速率达到2.4 mm·min^-1, 位错和小面生长机制对区熔熔区高度的影响也变得很小, 预测的工艺参数与Ir和Ru单晶区熔实验报道结果基本符合.     

强磁场中晶体生长研究

设计和制造了一套垂直渐冷设备以研究强磁场中的晶体生长,在强磁场和无磁场下,测量了掺碲InSb熔体及其上方的温度分布;生长了低GaSh组分的InGaSb和掺碲InSb晶体.实验表明,8.00T的强磁场能改善InGaSb混晶的质最和提高InSb晶体中Te杂质轴向分布的均匀性.分析认为,这些结果是强磁场提高流体的稳定性和降低对流的速度所致. 关键词：