硒化镉（CdSe）单晶体生长原料的提纯及其标准极图的计算机实现

论文摘要

核辐射探测器是实验核物理技术重要的探测元件,在科学研究、核安全、环境监测、核医学、空间飞行、采矿工业等领域发挥着不可或缺的作用。其对于核物理的发展亦具有重要的作用。目前,室温半导体核辐射探测器以其能量分辨率好、探测效率高、体积小、重量轻、携带方便等优点而成为各国核辐射探测器研究和发展的重点。CdSe 作为一种有前途的制作室温核辐射探测器的半导体材料,曾受到广泛关注,并伴有一些初步的研究成果,但一直没有得到充分发展,究其原因,是因为没有能够生长出高质量的单晶。本研究室在充分调研的基础上,对CdSe单晶体的生长及CdSe 探测器的制备进行了深入的研究。为了能够制作出合格的探测器,首先要生长出高质量的单晶体。CdSe 是一种熔点较高,易挥发的物质,用传统的熔体法生长单晶难度较大,实验证明,用气相法生长CdSe 单晶是一种简单而有效的方法。但这种方法对原料的纯度提出了很高的要求,原料中的杂质不仅阻碍单晶体的生长,更对半导体材料的载流子浓度、载流子迁移率以及少数载流子寿命产生直接影响,这些性质是制作探测器用材料的重要参数;亦对探测器的漏电流、电荷收集以及稳定性等性质起重要作用,对器件的性能造成损害。所以,在生长单晶和制作探测器之前,

论文目录

• 引言
• 第一章 硒化镉晶体与探测器概述
• 1.1 CdSe 的基本特性
• 1.2 CdSe 探测器研究状况
• 1.3 小结
• 第二章 硒化镉单晶体生长原料的提纯及其杂质分析
• 2.1 杂质对半导体材料性质的影响
• 2.1.1 杂质浓度和载流子浓度的关系
• 1. 杂质能级上的电子和空穴
• 2. n-型半导体的载流子浓度
• 2.1.2 杂质和载流子迁移率的关系
• 2.1.3 少数载流子寿命与杂质的关系
• 2.1.4 杂质能级对极化效应的影响
• 2.1.5 减小杂质浓度对制作CdSe 单晶核辐射探测器的意义
• 1. 体漏电流
• 2. 扩散漏电流
• 3. 电荷收集
• 2.1.6 提高原料纯度是生长CdSe 单晶的必要条件
• 2.1.7 小结
• 2.2 半导体杂质分析的常用检测手段
• 1. 电感耦合等离子体原子发射光谱仪（ICP-AES）
• 2. 电感耦合等离子体质谱仪（ICP-MS）
• 3. 辉光放电质谱仪（GD-MS）
• 4. 小结
• 2.3 CdSe 单晶生长原料的提纯与杂质分析
• 2.3.1 连续抽空提纯
• 2.3.2 区域升华提纯
• 2.3.3 单晶的生长
• 2.3.4 提纯方法的改进
• 2.3.5 杂质分析和结果讨论
• 2.3.6 小结
• 2.3.7 工作展望
• 第三章 硒化镉标准极图绘制的计算机实现
• 3.1 选题背景及可行性
• 3.1.1 选题背景
• 1. 测定单晶取向（为晶体定向）
• 2. 确定未知晶体
• 3. 确定未知晶面
• 4. 可以一目了然反映晶体中晶面的对称关系
• 3.1.2 可行性步骤
• 3.2 晶体投影概述
• 3.2.1 晶面极射赤面投影
• 1. 球面投影
• 2. 极射赤面投影
• 3.2.2 手工绘制标准极图的方法及其弊端
• 3.3 计算机绘制标准极图的原理和方法
• 3.3.1 数学过程
• 3.3.2 立方晶系（001）面标准极图的绘制
• 3.3.3 立方晶系其他晶面标准极图的绘制
• 3.3.4 四方晶系晶面标准极图的绘制
• 3.4 计算机编程及所绘制的极图
• 3.5 小结
• 3.6 工作展望
• 结论
• 参考文献
• 发表的论文及参与的科研项目
• 致谢
• 声明