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[硕士论文] 张建文
材料工程 长安大学 2017(学位年度)
摘要:Cd1-xMnxTe(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-xMnxTe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-xMnxTe直接带隙宽禁带的特性,从而开拓出Cd1-xMnxTe半导体材料新的应用领域。例如Cd1-xMnxTe晶体中掺杂Al和Sn之后,常用于能谱探测器。Cd1-xMnxTe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-xMnxTe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-xMnxTe材料可用于室温核辐射探测器中,因为在零磁场环境下, Cd1-xMnxTe与Cd1-xZnxTe化合物半导体具有相似的性能。目前Cd1-xMnxTe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-xZnxTe材料具有相似的晶体结构和能带结构,并且Cd1-xMnxTe在某些方面的性能优于Cd1-xZnxTe。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-xMnxTe有望取代Cd1-xZnxTe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-xMnxTe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-xMnxTe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-xMnxTe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-xMnxTe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12.11meV,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。
摘要:安康地处陕南秦巴山区,辖汉滨区、汉阴、石泉、宁陕、紫阳、岚皋、平利、镇坪、旬阳、白河等一区九县,国土总面积2.93万km2,自然生态环境良好,全市森林覆盖率平均达60%以上,宁陕、镇坪等县高达80%以上.又是全国最大的富硒区,富硒地层厚度达40 m~50 m,大部分地区土地含硒量达中富硒区标准(0.2 mg/kg以上),汉滨区、紫阳县、岚皋县等地达高富硒标准(0.6 mg/kg以上),且不含毒素元素,同时还伴生锌、锶等人体必须的微量元素,被专家一致评价为“优质、环保、安全”的富硒区域.该地区生产的鲜肉硒含量达到0.2~0.5 mg/kg,肉制品硒含量达到0.2~2.0 mg/kg,蛋类及制品达到0.2~0.5 mg/kg.因此,全市的自然生态环境完全适宜于生产绿色、有机富硒食品.为了开发利用安康的绿色富硒资源,变资源优势为经济优势,本文就《绿色富硒青贮饲料制作利用技术规程》作一探讨,以供同行参考....
摘要:本规程规定了绿色富硒牧草饲料作物的生产基地环境、种植区域分布、生产管理、刈割利用、票证管理等内容,并制定了牧草饲料作物硒含量达到0.01~0.1mg/kg的产品标准....
摘要:安康地处陕南秦巴山区,辖汉滨区、汉阴、石泉、宁陕、紫阳、岚皋、平利、镇坪、旬阳、白河等一区九县,国土总面积2.34万km2,自然生态环境良好,全市森林覆盖率平均达60%以上,宁陕、镇坪等县高达80%以上....
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