碘化铟多晶提纯及薄膜制备

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随着化石能源的日益枯竭,风能、核能和光伏发电被誉为是解决全球能源和环境污染的三大技术,其中核能的安全利用和检测逐渐成为研究热点。核辐射探测半导体材料有着广阔的发展前景,而碘化铟(InI)晶体以其较大的禁带宽度,电阻率和载流子迁移率-寿命积,较高的探测效率和能量分辨率等优异性质,得到了国际核辐射探测材料研究领域的重点关注。鉴于碘化铟晶体在核辐射探测等领域的诱人前景,本文主要基于晶体缺陷和薄膜生长等结晶学理论,一方面探讨了高纯、近化学计量比的碘化铟多晶的提纯工艺,并对样品的组分、结构以及杂质浓度进行了表征;另一方面探讨了制备碘化铟多晶薄膜的具体生长工艺,通过对其结构和光学性能的分析细致探讨了碘化铟多晶薄膜应用到核辐射探测器中的可行性。首先,对碘化铟晶体的能带结构、晶体结构等基本特性,晶体生长过程中几种常见缺陷的形成机理及其影响,以及薄膜生长过程的各个阶段进行了详细论述和分析,为接下来的实验提供了理论基础。其次,通过对区熔提纯原理以及碘化铟多晶特性分析,获得了适于碘化铟多晶区熔提纯的速率、温度等工艺参数。利用水平区熔法对碘化铟多晶进行了提纯,最后通过X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)以及电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)对提纯前后的碘化铟多晶的晶格结构、形貌组分以及杂质浓度进行了详细表征。最后,采用真空蒸发法制备了碘化铟多晶薄膜,通过XRD、SEM以及紫外可见分光光度计(UV-Vis)对所制备的碘化铟多晶薄膜晶体结构、表面形貌以及光学性能等进行了详细表征。
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