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。     

Cd0.8 Mn0.2 Te晶体生长及结晶质量评价

采用垂直布里奇曼法生长了尺寸为φ30 mm×120 mm的Cd0.8Mn0.2Te晶锭.采用X射线粉末衍射及X射线双晶摇摆曲线分析了晶体的结构与结晶质量,结果显示所生长的晶体为单一立方闪锌矿结构,半峰宽为47.2aresec,结晶质量良好.采用化学腐蚀方法显示了晶体中的多种缺陷,包括位错,Te夹杂和孪晶.采用光学显微镜,扫描电镜和X射线能谱仪对缺陷形态和分布进行了研究.结果表明,晶体中位错密度在105～106cm-2之间.晶体局部存在Te夹杂相,尺寸为l～5μm.晶体中孪晶主要以共格孪晶存在.并提出了缺陷形成的原因和减少缺陷的方法.     

Cd1-xZnx合金组元分压控制下高阻CdZnTe晶体的熔体生长

本文运用热力学关系估算了CdZnTe熔体平衡分压.尝试以Cd1-xZnx合金源替代Cd源控制Cd分压和Zn分压进行了Cd 0.8Zn 0.2Te晶体熔体生长,探讨了熔体分压与晶体电阻率的关系.获得的Cd 0.8Zn 0.2Te晶体的电阻率接近1010Ω·cm,高于同类方法文献报道1～2个数量级.晶体的结构完整性较好,平均腐蚀坑密度(EPD)为2×105cm-2,纵向组成分布偏离度在4;左右,红外透过率大于60;,晶体中第二相和沉淀物明显减少,优于仅采用Cd分压控制的Cd0.8Zn0.2Te晶体.     

Te溶剂-Bridgman法Cd0.9Mn0.1Te晶体生长习性研究

采用Te溶剂-Bridgman法生长了尺寸为φ30 mm× 60 mm的Cd0.9Mn0.1Te:In晶锭,通过淬火得到了生长界面形貌.测试了晶片在近红外波段的透过率和电阻;采用化学腐蚀的方法观察了晶片中位错,Te夹杂和孪晶界;采用光学显微镜和红外成像显微镜观察了生长界面处附近的形貌.测试结果表明,晶锭中部结晶质量较好的晶片红外透过率达到60％,电阻率达到2.828×1011Ω · cm.位错密度在106 cm-2数量级,Te夹杂密度为1.9×104 cm-2,同时孪晶密度明显低于Bridgman法生长的晶锭.生长界面宏观形貌平整,呈现微凹界面.但由于淬火过程的快速生长,界面微观形貌发生变化,呈现不规则界面,并在界面附近形成富Te相的包裹.     

碲溶剂法生长的Zn1-xCrxTe稀磁半导体晶锭中富碲相的研究

利用碲溶剂法生长Zn1-xCrxTe晶体晶锭,用红外透过显微镜及扫描电子显微镜观察了晶锭不同位置富碲相的分布与形态.结果表明:晶锭的外围存在一层富碲相,Zn1-xCrx Te晶体的中部碲夹杂相较少,碲在晶界处易富集;红外透过显微成像所显示的晶粒内部的较大碲夹杂相呈六边形,而晶界处的碲夹杂相形状不规则.     

碘化铅(PbI2)单晶体的生长研究

本文以高纯Pb、I2单质为原料,在特殊设计的密闭石英安瓿中,采用两温区气相输运方法成功合成出PbI2多晶原料,避免了安瓿的爆炸.以此为原料,用垂直Bridgman法生长出尺寸为φ15mm×30mm的PbI2单晶锭.该晶锭外观完整、呈橙黄色、半透明状,其电阻率为1010Ω·cm量级,X射线衍射分析获得了(001)面的四级衍射谱,表明该晶体是结构完整的单晶体,可用于探测器的制作.     

溶剂熔区移动法制备Cd0.9Zn0.1Te晶体及性能研究

用溶剂熔区移动法制备了掺In的Cd0.9Zn01Te晶体,晶体生长温度800℃,温度梯度为20℃/cm,生长速度0.4 mm/h.测试了晶体的Te夹杂情况、红外透过率图谱、Ⅰ～Ⅴ特性曲线和PICTS特性,并以1115℃下用VB法生长的掺In的Cd0.9Zn0.1Te晶体做为参照,对比了两者性能.结果表明,溶剂熔区移动法制备的晶体Te夹杂的密度和体积百分比比VB法晶片低,但是Te夹杂的尺寸要比VB法晶体大;溶剂熔区移动法晶体的红外透过率比VB法晶体高;溶剂熔区移动法晶体电阻率比VB法晶体高了一个数量级;PICTS测试发现,溶剂熔区移动法晶体内主要的缺陷密度低于VB法晶体.     

高温垂直Bridgman法生长Zn1-xMgxTe晶体

采用高温垂直Bridgman法,以ZnTe(5N)、Mg(5N)和Te(7N)为初始原料,在高温下成功生长出了尺寸为φ15mm×50 mm的Zn1-xMgxTe晶体.分别采用X射线衍射、紫外可见分光光度计和红外光谱仪研究了晶体的结构及光学性质,通过PL谱和化学腐蚀的方法分析了晶体的结晶质量.结果表明:所生长的晶体具有立方相结构,晶格常数为0.61585 nm,略大于ZnTe晶格常数,晶锭中质量最好部分的晶片红外和紫外透过率接近60;,室温下其禁带宽度约为2.37 eV.77 K温度下,PL谱中存在A和B两个主要的发光带,位错腐蚀坑密度在105 cm-2数量级.     

ACRT-Bridgman法制备组份均匀的碲锌镉单晶体

采用加速坩埚旋转技术-Bridgman(ACRT-B)法制备了φ40 mm的结构较为完整的Cd0.96Zn0.04Te晶锭.利用红外分光光度计测定晶片的近红外透射曲线,最大斜率切线法测定截止波长(cut-off wavelength,threshold wavelength),进而计算截止能量和该点的Zn组份.绘制了晶片表面的组织图,以及晶锭轴向剖面的Zn组份等高线图.实验结果表明:ACRT方法显著改善晶体组份的轴向偏析和径向偏析,晶锭中部存在两个Zn组份轴向和径向皆均匀的区域,分别约占晶锭体积的37;和16;,对应于两个大的单晶晶粒,大部分区域Zn组分径向偏析几乎完全消失.     

垂直Bridgman法生长Cd1-XMnxTe晶体的缺陷研究

本文采用垂直布里奇曼(Bridgman)法生长了尺寸为Φ30 mm×130mm的Cd1-xMnxTe晶体,利用Nakagawa腐蚀液显示了晶体的位错、Te夹杂相和孪晶缺陷,并采用傅立叶变换红外光谱仪研究了晶体的红外透过率与晶体缺陷之间的关系.结果表明:生长态Cd1-xMnxTe晶体的位错密度为104～105 cm-2,Te夹杂相密度为103～104cm-2,晶体中的孪晶主要为共格孪晶,孪晶面为[111]面,且平行于晶体生长方向.在入射光波数4000～500 cm-1范围,晶体的红外透过率为36.7;～55.3;,红外透过率越大,表明晶体的位错和Te夹杂相密度越低,晶体对该波长范围的红外光表现为晶格吸收和自由载流子吸收.     

CdSe单晶体的生长及其特性研究

本文报道了用改进的垂直气相法(多级提纯垂直气相法)生长富Cd的CdSe单晶体,并对晶体的性能进行了观测,其电阻率为107Ωcm量级,电子陷阱浓度为108cm-3量级,第一次报道了(110)面的腐蚀形貌。结果表明：采用这种方法制备CdSe单晶,设备简单,易于操作,在提纯和生长过程中不需要转移原料,有利于减少晶体中的杂质含量,降低位错密度,改善晶体的电学性能。多级提纯垂直气相法是一种有前途的CdSe单晶体生长的新方法。     

Zur Lumineszenz von Zinksiliziumphosphid

Results of cathodoluminescene measurements of ZnSiP₂-single crystals grown by different techniques are reported. The luminescence excited in the various samples showed considerable differences in intensity and spectral position. These differences are apparently caused by the irregular incorporation of recombination centres in the present stage of crystal growth. Samples grown by “vapour phase technique with ZnCl₂” and by “spontaneous crystallisation from Sn or zn melt” showed line spectra typical for the special method of crystal growing. This relation between a typical line spectrum and the method of crystal growing chosen is attributed to the participation of intrinsic defects in the recombination processes. The detection of doping elements by means of luminescence measurements is discussed for ZnSiP₂ crystals doped by adding Te, Se, Ga. or In to the Zn melt.     

硫镓银单晶生长新方法探索

在同一安瓿中一次性合成、生长出了外形完整、无裂纹的AgGaS2单晶体,尺寸达φ10mm×20mm.并进行了X射线能谱元素分析,测定了AgGaS2多晶粉末衍射谱,以及单晶体的红外透射谱,同时得到了(112)、(024)面的X射线单晶衍射谱,结果表明生长的单晶体可用于器件研究.     

改进水平籽晶气相法生长CdSe单晶

采用改进的双温区水平籽晶气相升华法,生长出尺寸为?15 mm ×35 mm的完整CdSe单晶体。经X射线衍射仪、能谱分析仪和傅里叶红外光谱仪的检测,CdSe单晶粉末衍射谱与标准衍射峰吻合较好,单晶摇摆曲线半高宽0.5°;Cd、Se化学计量比等于1∶0.977,接近理想比;晶体在2.5~20.0μm红外波段范围内的透过率T >65;,吸收系数α<0.1 cm-1。这些结果表明,采用本方法生长的晶体结晶性较好、成分均匀、透过率较高,品质良好,这对生长类似高蒸气压、高熔点的III-V、II-VI族晶体,会有所帮助。     

低位错密度4 inch GaSb(100)单晶生长及高质量衬底制备

采用液封直拉法(LEC)生长了4 inch直径(100)GaSb单晶并进行了衬底晶片的加工制备.通过优化热场,可重复生长出非掺和掺Te 整锭(100)单晶,单晶锭的重量为5~8 kg, 成晶率可达80;以上.4 inch(100)晶片大部分区域的位错腐蚀坑密度小500 cm-2,其(004)双晶衍射峰的半峰宽为29弧秒,表明晶片衬底的完整性相当好.晶体生长过程中固液界面较为平坦,因而晶片表现出良好的横向电学均匀性.经研磨和机械化学抛光,制备出具备良好平整度和表面粗糙度的开盒即用衬底晶片.通过控制本征受主缺陷浓度和掺杂浓度,制备出具有良好近红外透光率的n型GaSb单晶衬底.     

Ihnomogeneous Distribution of Doping Elements in Polycrystalline GaP

The distribution of Te and Zn in polycrystalline GaP ingots grown by SSD method was studied by means of the contact resistance measurements between a tungsten carbide probe and a lapped sample surface. The differencies in carrier concentrations measured in differently oriented GaP :Te crystal grains were found as high as one order of magnitude. In GaP: Zn crystals the constant Zn concentration throughout the sample was observed.     

VB法生长低位错GaAs单晶

用于激光二极管(LD)和发光二极管(LED)的GaAs晶片,要求其具有低的位错密度(EPD).为了获得低位错密度的GaAs晶片,必须先得到低位错密度的体单晶.我们采用垂直布里奇曼(VB)法分别得到了2英寸和3英寸的GaAs单晶,单晶长度可达10cm,平均位错密度5000cm-2.通过改变加热器结构,改善轴向和径向的温度梯度,优化了生长时的固液界面,得到的单晶长度达20cm,平均位错密度为500cm-2,最大位错密度小于5000cm-2.     

Growth of high-quality ZnO single crystals by seeded CVT using the newly designed ampoule

The high-quality ZnO single crystals were grown by seeded chemical vapor transport (CVT) in a newly designed ampoule using carbon as a transport agent. The well-faceted crystal of about 5×5×5 mm³ can be grown reproducibly. Secondary ion mass spectroscopy (SIMS) analysis, X-ray rocking curve (XRC) and photoluminescence (PL) measurements demonstrate that the grown single crystal is of high purity and high crystallinity.