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作者:喻超;张博;王琦琦;王希;胡于南;梁小燕;张继军;闵嘉华;王林军;
单位:上海大学材料科学与工程学院;中国航天科工集团北京航星机器制造有限公司;
摘要:生长态的CdZnTe (CZT)晶体中存在大量的本征点缺陷及其相关的复合缺陷,如何获取这些点缺陷信息及其影响至关重要。本文设计CZT晶体高温Cd气氛退火,通过退火时间控制原子扩散程度,进而调控样品点缺陷分布。对于移动加热器法(THM)生长的富碲态CZT,本文运用光生电流瞬态谱(PICTS)、低温光致发光(PL)、I-V测试和α粒子诱导瞬态电荷漂移测试研究了其点缺陷分布与电阻率、载流子迁移率和电荷收集效率等光电特性的关系。点缺陷测试结果表明,生长态样品中TeCd缺陷占主导地位,其浓度为4.47×10~(13) cm~(-3),捕获截面为9.34×10-16 cm~2。经过24 h的Cd退火后,样品内部的缺陷类型发生变化,Cdi缺陷逐渐成为主导,其浓度达到4.49×1013 cm~(-3),捕获截面降至5.82×10~(-19) cm~2。电学性能结果表明载流子迁移率、电荷收集效率与CZT点缺陷总浓度有关,内部电场由捕获截面最大的TeCd决定。Cd退火6 h的样品具有高的收集效率、高迁移率(697 cm~2·V~(-1)·s~(-1))和均匀的内部电场分布,但是电阻率较低。Cd原子在扩散过程中优先占据VCd和Te_(Cd)的位置,A中心和TeCd浓度呈指数型减少是导致电阻率下降的主要原因。
关键词:碲锌镉;;点缺陷;;环境退火;;移动加热器法;;光电特性;;电阻率
基金资助:国家自然科学基金(11675099)