本文選題：晶體生長　切入點：硒化鎘　出處：《中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)》2017年碩士論文

【摘要】：硒化鎘(CdSe)屬于Ⅱ-Ⅵ族半導(dǎo)體材料,具有優(yōu)異的光學(xué)和電學(xué)性能。在紅外非線性光學(xué)晶體材料研究領(lǐng)域,CdSe具有獨特的優(yōu)點:透光范圍寬(0.75～25μm),吸收系數(shù)極低(1～101μm,0.01cm-1),激光損傷閾值較高,雙折射適宜,離散角較小,相位匹配波段寬廣。同時,CdSe晶體化學(xué)穩(wěn)定性與機械加工性良好,適合采用2.09μm(Ho:YAG)、2.797 μm(Cr,Er:YSGG)激光器泵浦光參量振蕩(OPO),可輸出軍事、民用等領(lǐng)域亟需解決的8～15 μm中遠紅外波段激光光源,具有較大實用價值。目前制備CdSe晶體過程中仍存在以下兩個問題:一是常用多晶料合成方法存在合成效率低、合成純度不高等缺點;二是由于CdSe具有高熔點、高蒸氣壓的特點,傳統(tǒng)熔體法不適合生長該晶體,優(yōu)質(zhì)CdSe單晶制備相對困難。針對上述問題,本文進行了如下研究和改進。首先,針對多晶合成問題,本文對常規(guī)高溫元素合成法進行優(yōu)化、改進,通過模擬數(shù)據(jù)指導(dǎo),選擇合適起始反應(yīng)溫度,輔以外部加壓,控制內(nèi)外壓差,有效避免反應(yīng)爆炸和組分偏離問題,實現(xiàn)了 CdSe原料的高效、安全合成;經(jīng)X射線粉末衍射(XRD)檢測表明合成原料為高純單相CdSe多晶,綜合熱分析表明合成的原料性能穩(wěn)定,等離子發(fā)射光譜儀定量測試結(jié)果表明合成的原料雜質(zhì)含量少,合成的多晶原料質(zhì)量較好。其次,本文通過采用雙溫區(qū)水平籽晶定向,實施不同溫度梯度,有效控制氣相輸運速率,實現(xiàn)了較大尺寸CdSe晶體生長,并對生長出的CdSe單晶結(jié)構(gòu)、成分、表面形貌、光學(xué)等性能進行了分析表征。測試結(jié)果表明:CdSe單晶粉末衍射譜與標(biāo)準(zhǔn)衍射峰吻合較好,單晶搖擺曲線半高寬0.5°;Cd、Se化學(xué)計量比等于1:0.977,接近理想比;晶體在2.5～20.0 μm紅外波段范圍內(nèi)的透過率T65%,吸收系數(shù)α0.08 cm-1。這些結(jié)果表明,采用本方法生長的晶體結(jié)晶性較好、成分均勻、透過率較高,品質(zhì)良好。此外,本文對CdSe晶體的非線性光學(xué)性能進行了計算,討論與模擬計算的結(jié)果,將對后續(xù)的激光變頻實驗起到積極的指導(dǎo)作用。本工作對CdSe多晶合成和單晶生長進行了較系統(tǒng)的研究,取得了一定進展。本研究工作對類似具有高蒸氣壓、高熔點的Ⅲ-Ⅴ、Ⅱ-Ⅵ族晶體材料的制備,可提供有價值的參考。
[Abstract]:Cadmium selenide (CdSee) is a kind of 鈪，

本文編號：1728330