[發(fā)明專利]一種維持ZnTe晶體穩(wěn)定性的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010819993.0
• 申請日: 2020-08-14
• 公開（公告）號: CN111962137A
• 公開（公告）日: 2020-11-20
• 發(fā)明（設計）人: 徐亞東;孫俊杰
• 申請（專利權）人: 南京公誠節(jié)能新材料研究院有限公司
• 主分類號: C30B9/12
• 分類號: C30B9/12;C30B29/46;C30B33/02;B08B3/08;B08B3/12
• 代理公司: 深圳紫晴專利代理事務所(普通合伙) 44646
• 代理人: 陳映輝

1.一種維持ZnTe晶體穩(wěn)定性的方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、晶體生長

采用Te熔劑-TGSM技術生長ZnTe電光晶體，通過優(yōu)化ACRT參數(shù)獲得大尺寸ZnTe單晶；

S2、Zn空位的補償與晶體穩(wěn)定性關系

對生長態(tài)晶體中的結構缺陷進行表征，主要探索摻雜對Zn空位的補償原理和效率，揭示富Te相及其誘導缺陷的交互作用機制及演變規(guī)律；

S3、退火管清洗

選取石英材質的退火管和支架，將退火管和支架進行清洗并烘干備用；

S4、放置晶體和退火源

選取Zn粒作為退火源，將ZnTe晶體插在石英支架上固定于石英管內的一端，退火源金屬Zn粒裝入退火管的另一端，將退火管內抽成真空，然后熔封退火管；

S5、退火改性

將退火管裝入兩段式退火爐，使得ZnTe晶體位于上方，退火源位于下方，退火爐升溫，使得ZnTe晶體在Zn蒸汽氛圍中進行退火；

S6、晶體表面處理

退火后，取出退火管，將ZnTe晶體取出，去除晶體的損傷層，并對晶體表面進行打磨拋光，并進行清洗，甩干。

2.根據權利要求1所述的一種維持ZnTe晶體穩(wěn)定性的方法，其特征在于：步驟S1中，所述晶體生長中Te和Zn熔體位于坩堝內并位于搖擺爐內合成，合成時水平搖擺爐上下?lián)u擺，改善熔體的對流，優(yōu)化溶質的分布，維持平界面生長并減少富Te相被俘獲的幾率，獲得大尺寸、低缺陷密度ZnTe單晶。

3.根據權利要求1所述的一種維持ZnTe晶體穩(wěn)定性的方法，其特征在于：步驟S2中，對生長態(tài)晶體中的結構缺陷進行表征，結合晶體學原理和缺陷化學分析方法，實現(xiàn)對缺陷間相互轉化過程的熱力學與動力學描述。

4.根據權利要求1所述的一種維持ZnTe晶體穩(wěn)定性的方法，其特征在于：步驟S3中，所述退火管和支架在丙酮溶液中浸泡24～48h，消除附著在退火管上的有機雜質，然后用去離子水沖洗掉殘留的丙酮溶液，再用體積比為3:1的濃鹽酸和濃硝酸混合溶液中浸泡24～48h，洗去退火管表面附著的金屬離子，取出后使用去離子水反復清洗干凈，最后放在100～120℃的真空干燥箱內烘干2～4h。

5.根據權利要求1所述的一種維持ZnTe晶體穩(wěn)定性的方法，其特征在于：步驟S4中，所述退火源為7N的高純鋅粒，晶體質量與鋅棒質量為2∶1，退火管內真空度大于3～8×10^-5Pa，采用氫氧焰對退火管進行熔封。

6.根據權利要求1所述的一種維持ZnTe晶體穩(wěn)定性的方法，其特征在于：步驟S5中，所述退火爐為兩段式退火爐，晶體和退火源分別位于退火爐的兩個溫區(qū)，以50～60℃/h的速率將兩段式退火爐的兩端分別升溫到550～600℃、700～750℃，晶體位置處的退火溫度依次為600，620，640，660，680℃，退火源處溫度為725～715℃，保溫50～150h，退火結束后，以50～100℃/h的速率降至室溫后取出晶體。

7.根據權利要求1所述的一種維持ZnTe晶體穩(wěn)定性的方法，其特征在于：步驟S6中，所述晶體拋光后采用有丙酮并結合超聲波對晶進行清洗，并用去離子水沖洗干凈，甩干。