溴化鉈晶體生長(zhǎng)與電極材料研究.pdf

1、在寬禁帶化合物半導(dǎo)體材料中,溴化鉈在制作室溫伽瑪射線探測(cè)器上非常有前景。得益于它的較高的原子序數(shù)和高密度,溴化鉈晶體具有很強(qiáng)的射線阻止能力。而且溴化鉈較大的禁帶寬度保證了器件在室溫下具有較小的噪音,在室溫下的電阻率可以達(dá)到10Ω·cm的水平。具有氯化銫立方晶體結(jié)構(gòu)的溴化鉈具有相對(duì)較低的熔點(diǎn),且在熔化時(shí)體積不變,而且在凝固至室溫時(shí)沒(méi)有破壞性的晶相產(chǎn)生,因此溴化鉈的提純和晶體生長(zhǎng)可以直接在熔體中進(jìn)行。
　　根據(jù)溴化鉈晶體生長(zhǎng)規(guī)律,以及

2、現(xiàn)有的雙溫區(qū)電控動(dòng)態(tài)梯度晶體生長(zhǎng)爐,本文進(jìn)行了溫度控制的模擬計(jì)算,得出了欲達(dá)到所要求的溫度梯度及生長(zhǎng)速率的控制方法,并根據(jù)所得結(jié)果控制生長(zhǎng)爐在不同的溫度梯度和生長(zhǎng)速率下生長(zhǎng)晶體,比較生長(zhǎng)晶體的各項(xiàng)性能,探索最佳的生長(zhǎng)參數(shù)。通過(guò)對(duì)同一生長(zhǎng)速率下不同溫度梯度的晶體性能比較和同一溫度梯度下不同生長(zhǎng)速率的晶體性能比較,得出了相對(duì)適中的生長(zhǎng)速率和溫度梯度下可以使晶體質(zhì)量達(dá)到最高這一結(jié)論。實(shí)驗(yàn)得出的適宜8mm晶體生長(zhǎng)的最佳參數(shù)為溫度梯度9.8攝氏度

3、/厘米,生長(zhǎng)速率2毫米/小時(shí)。
　　此外,本文還介紹了半導(dǎo)體電極的兩種接觸方式以及溴化鉈與電極間的結(jié)合方式、界面穩(wěn)定性等,并根據(jù)電極與溴化鉈基底的反應(yīng)情況將電極材料分為三大類(lèi)。從這三大類(lèi)電極材料中挑選出四種材料進(jìn)行比較。這四種材料分別是金(Au)鈦(Ti)、鋁(Al)和鎳鉻(Ni-Cr)。四種電極材料分別被使用相似的參數(shù)濺射到溴化鉈基底上形成一層約100納米厚的電極,并進(jìn)行退火處理以測(cè)試其老化性能。在經(jīng)過(guò)了電阻、電流-電壓曲線、X