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作者:张嘉伟;俞鹏飞;韩召;杨桂芝;介万奇;
单位:长安大学材料科学与工程学院;西北工业大学,凝固技术国家重点实验室;
摘要:碲镁镉(CdMgTe)晶体是一种理想的室温辐射探测新材料,但生长态晶体中仍然存在较多的缺陷,降低了探测器性能。采用多步骤组合退火方法对CdMgTe晶体进行退火改性,探讨了退火温度对晶体缺陷、力学、光学和电学性能的影响。结果表明,Cd气氛退火后晶体中的Te夹杂相大幅减少,红外透过率和电阻率明显下降,经Te气氛退火后Te夹杂相密度无明显变化,而红外透过率和电阻率则显著提高且优于生长态晶体。退火后,晶体表面未出现额外氧化,禁带宽度最大增加了0.021 eV,显微硬度最多提高了16%,Raman光谱测试表明晶体中出现了新缺陷,探测器性能出现了质的变化。最佳退火条件获得的CdMgTe晶体制作的平面探测器性能最好,电子迁移率达526.86 cm~2/(V·s),能量分辨率和电子迁移率寿命积分别为15.6%和1.89×10~(–4) cm~2/V。
关键词:碲镁镉晶体;多步骤组合退火;晶体质量;电阻率;室温辐射探测器
基金资助:西北工业大学凝固技术国家重点实验室开放课题(SKLSP202318); 陕西省重点研发计划项目(2022GY-358)