《移動碲溶劑熔區法生長大體積探測器級CdZnTe晶體的研究》是依託上海大學，由閔嘉華擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：移動碲溶劑熔區法生長大體積探測器級CdZnTe晶體的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：閔嘉華
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目將依據降低晶體中雜質缺陷濃度，以此來減少對補償雜質的需求從而提高μτ值這一思想，開展移動碲溶劑熔區法生長高解析度大體積CdZnTe晶體及利用晶體中碲夾雜的吸雜作用進一步提高晶體性能的研究。研究分析生長過程中熱量輸運和質量輸運機理，揭示晶體生長參數和晶體完整性之間的內在關係，最佳化生長參數，掌握移動碲溶劑熔區法生長大體積CdZnTe晶體的關鍵技術；研究穩態生長條件、晶體生長過程中碲夾雜的形成機理，找出抑制其形成或控制其數量和大小的方法；研究碲夾雜在分壓控制下的熱處理條件下的行為和動力學數據，開拓一個利用殘餘碲夾雜的吸雜作用來提高晶體性能的新方法。爭取在製備高性能、大體積、高成品率CdZnTe單晶的理論與工藝研究上有所突破，最終研製出具有我國自主智慧財產權的、適用於製作核探測器及高解析度γ能譜儀的CdZnTe晶體，使我國在這一領域的研究能迅速躋身於世界行列。
結題摘要
本項目將依據降低晶體中雜質缺陷濃度，以此來減少對補償雜質的需求從而提高μτ值這一思想，開展移動碲溶劑熔區法生長高解析度大體積CdZnTe晶體及利用晶體中碲夾雜的吸雜作用進一步提高晶體性能的研究。研究分析生長過程中熱量輸運和質量輸運機理，揭示晶體生長參數和晶體完整性之間的內在關係，最佳化生長參數，掌握移動碲溶劑熔區法生長大體積CdZnTe晶體的關鍵技術；研究穩態生長條件、晶體生長過程中碲夾雜的形成機理，找出抑制其形成或控制其數量和大小的方法；研究碲夾雜在分壓控制下的熱處理條件下的行為和動力學數據，開拓一個利用殘餘碲夾雜的吸雜作用來提高晶體性能的新方法。項目實施完成後，掌握了移動碲溶劑法生長大直徑、高質量、低成本CZT晶體的關鍵工藝；在晶體生長工藝方面，課題組根據CdZnTe晶體自身的性質以及THM法的基本原理，建立了THM法生長CdZnTe晶體的生長工藝，研究並確定了晶體生長溫度、生長速度、溫度梯度、Te溶劑區高度、坩堝加速旋轉等晶體生長參數。研究表明，THM法生長晶體的結晶界面溫度範圍為在600-900℃為最佳，生長速度1-5mm/day比較合適，熔化界面的溫度梯度範圍為15-40℃/cm；在熔區控制技術方面，突破傳統思維的限制，採用了一種特殊的控制熔區大小和形狀的工藝技術，獲得一種類似於懸浮區熔的熔區結構，取得了很好的效果；在籽晶引晶工作的研究中，採用<111 >晶向籽晶，分析比較了Cd面和Te面引晶對晶體成晶率的影響，並確定了引晶晶面為<111 >B；課題組採用沿生長軸方向Zn組分分布有一定分布的多晶料棒，較好地改善晶體中Zn組分的軸向分布；採用所謂“回熔”的工藝，改善了晶錠中後部Te夾雜升高的現象；製備出高質量的探測器級Cd0.9Zn0.1Te晶體，最優樣品已達到申請書提出的指標。實現了在製備高性能、大體積、高成品率CdZnTe單晶的理論與工藝研究上有所突破的目標，研製出具有我國自主智慧財產權的、適用於製作核探測器及高解析度γ能譜儀的CdZnTe晶體，使我國在這一領域的研究能迅速躋身於世界行列。
