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三温区坩埚下降法生长Cd1-x Znx Te单晶体.pdf
助 锨 _辛孝 斟
Znz
三温区坩埚下降法生长Cd。一z Te单晶体“
邱春丽,赵北君,朱世富,王智贤,李新磊,何知宇,陈宝军,唐世红
(四川大学材料科学与工程学院,四川成都610064)
摘要: CdZnTe晶体是一种性能优异的室温核辐致,并且要使其中由于传热及坩埚内晶体、熔体移动所
射探测器材料。在熔体法生长CdZnTe晶体的过程造成的热扰动应尽量小。因此研究CZT晶体生长温
中,生长炉的内部温场分布对获得的晶体结构和性能 度场,并进行合理设计,对生长出高质量单晶体具有重
有很大影响。根据CdZnTe晶体的生长习性,设计了
要的实用价值。本文设计了三温区单晶炉,以期获得
三温区单晶炉,用坩埚下降法生长出CdZn’I、e单晶体。
满足CZT生长单晶所需要的温场,采用x射线衍射、
通过X射线衍射、红外透过率、卜V测试等分析研究,
得到了红外透过率约为61%,腐蚀蚀坑密度(EPD)为进行分析研究。
104 Te
cm一,电阻率为109~lo”Q·cm的Cd0.9Zno.1
2 实 验
单晶体。表明三温区坩埚下降法生长的单晶体结晶质
量好、成分分布均匀、EPD低、红外透过性能好且电阻 2.1温场设计
率高。 生长CZT晶体大多采用两温区单晶炉,对于两温
关键词: CdZnTe;单晶生长;坩埚下降法;三温区 区生长炉来讲,要增大结晶区的温度梯度,就不得不提
中图分类号:0782 文献标识码:A 高上炉温度或降低下炉温度,但高温区温度太高易导
文章编号:1001—9731(2009101—0060—03致熔体剧烈挥发、分解和生长安瓿膨张,低温区温度太
低易使晶体产生较大的热应力,使晶体的位错密度增
1 引 言
大。为了改善两温区单晶生长炉的温场分布,本文设
碲锌镉(CZT)晶体是一种优良的三元化合物半导计了三温区单晶生长炉,如图l所示。在上炉体靠近
体材料,制成的探测器具有较大的吸收系数,较高的分 两炉交界处增设了一段电阻丝,这部分区域的长度要
辨率,体积小,使用方便,可以在室温下工作。在X、7 求覆盖整个梯度区,主要作用是对梯度区的温场起控
射线的能量分析,放射性核素检测,核医学,核保障监 制补偿作用,达到在生长过程中稳定固液界面的目的。
测,核成像等方面有着广泛的应用前景[1~3]。目前,对在上下炉体之间仍然加装隔热板和散热片,起到拉大
CZT探测器的研究已成为国际上的一个热点,制备出 温梯的作用。
低缺陷、高质量的CZT大单晶材料是获得性能优异的
探测器的前提条件,但是由于CZT生长温度高、热导
率低、层错能低等特点,很难生长出质量优异、重复性
coilsone
Heating
好、成品率高的CZT单晶,因而限制了CZT探测器的 J
c。“ple
crucible —The嗍aI
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