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Cd1-x Mnx Te(CMT)晶体属于II-VI族三元化合物半导体材料,被称为第二代稀释磁性半导体材料,上世纪80年代末,人们开始研究Cd1-xMnx Te材料,由于其顺磁Mn2+离子的存在,使得Cd2-的p态电子与其s态电子发生相互交换作用,即一种Mn磁距之间的短程反铁磁性耦合。常温下这种短程反铁磁性耦合可以产生多种特性,可以用来制作磁场调节器、光隔离器、电光开关、半导体激光器件以及太阳能电池等。近年来,人们开始深入探究Cd1-xMnx Te直接带隙宽禁带的特性,从而开拓出Cd1-xMnx Te半导体材料新的应用领域。例如Cd1-xMnx Te晶体中掺杂Al和Sn之后,常用于能谱探测器。Cd1-xMnx Te晶体中掺杂In之后,常用于高分辨率的谱仪处理系统之中。Cd1-xMnx Te晶体中掺杂Ga之后,被用于光存储器中等。1999年,科研人员发现Cd1-xMnx Te材料可用于室温核辐射探测器中,因为在零磁场环境下,Cd1-x Mnx Te与Cd1-xZnx Te化合物半导体具有相似的性能。目前Cd1-xMnx Te材料被广泛应用于红外探测器、X射线、γ射线探测器等。与Cd1-xZnx Te材料具有相似的晶体结构和能带结构,并且Cd1-xMnx Te在某些方面的性能优于Cd1-xZnx Te。比如,大的禁带宽度、高的平均原子序数、高的晶格完整性等。因此,在X/γ核辐射射线探测器方面Cd1-xMnx Te有望取代Cd1-xZnx Te成为最有前景的核辐射探测器材料。高电阻率是制备核辐射探测器的关键指标之一,采用传统晶体生长方法生长的Cd1-xMnx Te晶体难以达到高质量的半绝缘态,这是因为在高温生长环境下,相比其它两组分,Cd具有最大的平衡蒸气压,Cd组元的蒸发使得生长的晶体偏离化学计量比,生成大量点缺陷,降低了Cd1-xMnx Te晶体的电阻率,因此,可以通过掺杂引入施主杂质对形成的Cd空位进行补偿的方法来降低缺陷,提高电阻率。西北工业大学张继军等人采用垂直布里奇曼法制备了掺In的Cd1-xMnx Te晶体,其电阻率提高到108~109Ω·cm。本文通过掺杂钒(V)的方法,V的掺杂浓度为1×1017cm-3,晶体生长方法为Te溶液垂直布里奇曼法。来提高Cd1-xMnx Te晶体的电阻率。本文通过设计合理的掺杂浓度和优化生长工艺参数,采用富Te布里奇曼法生长出了?30mm×90mm的Cd0.9Mn0.1Te:V单晶体。分别对晶体的结晶质量、缺陷、光电性能等方面进行了评价。(1)结晶质量评价:X射线粉末衍射表明V的掺杂并未影响晶体的晶格结构,晶体结晶质量高。采用电子探针微区分析方法(EPMA)表面Mn在晶体轴向方向上的分布相对均匀,(2)缺陷研究:红外显微分析(IRMA)结果表面Te夹杂相的形貌主要有四边形和六边形,晶锭头部、中部、尾部的Te夹杂相的密度(单位:Density/cm-2)分别为5.1×104、1.4×103、6.0×105,说明晶锭中间部位的结晶质量较好;透射电镜(TEM)分析过程中也发现了Te相,研究结果确定了基体和Te相的取向关系为:CMT[111]//Te[001];扫描电镜发现了孪晶的存在,通过研究孪晶与Te夹杂相之间的关系,表明Te夹杂相富集于孪晶周围并成线性排列。(3)光电性能表征:霍尔效应(HALL)测试结果表明Cd0.9Mn0.1Te:V晶体为P型导电类型;电流-电压(I-V)测试结果表明晶锭的头部、中部、尾部的电阻率(单位:Ω·cm)依次为1.446x1010、4.123x1010、2.012x1010,这说明V的掺杂有效地提高了晶体的电阻率,并且中部的结晶质量最好;分别对晶锭头部、中部、尾部进行了红外透测试,结果表明晶锭的红外透过率高达63%,几乎接近理论值。最后对晶体进行了光致发光(PL)光谱测试。分析结果表明(D0,X)为施主束缚激子峰,激子束缚能为12.11me V,从尖锐的峰形和半峰宽可知晶锭中缺陷含量较低,证明V的掺杂对提高晶体的质量起到了积极的作用。