高压液相合成装备制备超纯碲锌镉及工艺研究

杨武勇¹,雷 聪¹ ,何 嵘²,薛正阳²

(1. 东方电气(乐山)峨半高纯材料有限公司,四川　乐山　614299;

2. 西南科技大学国防科技学院，四川　绵阳　621010)

摘　要：碲锌镉(CdZnTe)晶体具有独特的理化性能，在军事、民用等多个领城有着广泛的应用。然而传统合成工艺如常压合成具有生产效率较低、成本高的缺点。鉴于此，研究在原有基础上深入探索了合成装备与工艺条件的优化，创新性地设计了一种高压液相合成装置，用于制备超纯7N级别的碲锌镉。经由XRD图谱的细致分析，确定了在合成压力设定为4.0MPa、合成温度维持在1130℃、但温时长为6h以及来用镑料层数n=3的工艺参数下,所制备的样品纯度达到了最高水平。

关键词：超纯CdZnTe;高压液相合成装备;工艺条件

0 引言

受军事、民用及科研领域需求的驱动,碲镉汞(HgCdTe)红外探测器技术已演进至第三代红外焦平面阵列阶段。在此类探测器中，7N级别的CdZnTe作为一种关键的优质衬底材料扮演着重要角色，因其与HgCdTe之同展现出优异的晶格匹配性，能显著减少HgCdTe外延层的位错密度，从而使得 CdZnTe衬底生长 HgCdTe材料时相较于其他异质衬底（例如GaAs)具有无可比拟的优势。此外，CdZnTe晶体在X射线和γ射线探测器、太阳能电池、光调制器及激光窗口等领域同样展现出广泛的应用潜力，因而高质量CdZnTe晶体的制备与研究一直备受瞩目。当前，制备7N级别CdZnTe的主流方法是采用石英真空常压合成技术，然而，该技术存在石英管破裂的风险、设备产能受限、生产效率低下、成本高昂及利润空间有限等诸多问题。因此，本研究设计一种CdZnTe高压合成专用的坩埚，以高效解决高压合成过程中遇到的核心难题，克服物料在高温高压条件下的挥发流失问题，降低物料受到污染的风险，从而确保合成过程的顺利进行。

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