HgI 2 晶体形貌研究与控制

发布时间：2023-05-18 02:03

　　碘化汞(α-HgI₂)因其组元原子序数高、体暗电阻大、漏电流小和能量分辨率高等优点,制成的α-HgI₂探测器在国防、核医学、高能物理学和天文学等领域有着广泛的应用。碘化汞晶体在[001]方向上电学性能最佳,因此控制晶体生长获得具有[001]晶向的晶体是碘化汞晶体商业化、工业化的发展方向。从热力学和晶体结构角度,有很多理论可以预测晶体平衡形貌;从动力学角度也可以通过参数调整有效控制晶体结晶外形。然而从热力学和动力学综合角度统一考虑晶体生长控制工艺的研究鲜有报道。晶体形貌的主要影响为晶体生长速率,本文拟从溶液法生长α-HgI₂晶体出发,研究晶体结构、结构动力学、热力学等因素对生长速率的影响,结合晶体生长环境(外部因素)尝试建立一种晶体形貌可控的生长方法/理论,为碘化汞单晶、多晶的形貌控制提供工艺参考。分析认为溶解焓是影响晶体生长速率和晶体形貌的关键因素之一。论文研究了等温等压碘化汞晶体的溶解焓,并根据α-HgI₂晶体各晶面的原子沉积规律推断晶体的溶解过程。遵循能量最低效应,构建晶体层(001)面上的流相...

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1 绪论
    1.1 引言
    1.2 碘化汞的晶体结构
    1.3 碘化汞晶体的生长方法
        1.3.1 气相法
        1.3.2 溶液法
    1.4 碘化汞的国内外研究现状
    1.5 碘化汞晶体形貌研究
        1.5.1 晶体生长热力学
        1.5.2 晶体生长动力学
    1.6 本课题的研究内容及意义
        1.6.1 本课题研究的目的和意义
        1.6.2 本文的研究内容
2 实验设备及测试方法
    2.1 实验试剂及仪器设备
        2.1.1 主要试剂
        2.1.2 实验仪器
    2.2 实验技术路线
    2.3 实验测试方法
        2.3.1 XRD
        2.3.2 偏光显微镜
    2.4 模拟软件
        2.4.1 Materials Studio软件
        2.4.2 WinXMorph软件
        2.4.3 DIAMOND软件
3 α-HgI₂晶体形貌控制机理
    3.1 热动力学因素分析
    3.2 α-HgI₂晶体能量计算
        3.2.1 布拉维法则(BFDH)
        3.2.2 生长形态法(growth Morphology)
        3.2.3 封端法辅助切面法
    3.3 α-HgI₂晶体的生长速率
        3.3.1 晶体取向因子εhkl

        3.3.2 晶面间距d_hkl

        3.3.3 配位数n_hkl

        3.3.4 溶解焓
        3.3.5 有效生长单位的摩尔分数X₍A(hkl)^eff

        3.3.6 台阶棱边能?_hkl
step

        3.3.7 晶面生长速率的计算
        3.3.8 α-HgI₂ 晶体形貌模拟
    3.4 本章小结
4 α-HgI₂晶体生长
    4.1 α-HgI₂晶体近平衡下的形貌分析
    4.2 α-HgI₂晶体实际生长形貌
        4.2.1 实验装置
        4.2.2 实验工艺
    4.3 本章小结
5 结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文
致谢



本文编号：3818450

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