碘化铟多晶提纯及薄膜制备

发布时间：2017-08-12 00:18

  本文关键词：碘化铟多晶提纯及薄膜制备

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【摘要】：随着化石能源的日益枯竭,风能、核能和光伏发电被誉为是解决全球能源和环境污染的三大技术,其中核能的安全利用和检测逐渐成为研究热点。核辐射探测半导体材料有着广阔的发展前景,而碘化铟(InI)晶体以其较大的禁带宽度,电阻率和载流子迁移率-寿命积,较高的探测效率和能量分辨率等优异性质,得到了国际核辐射探测材料研究领域的重点关注。鉴于碘化铟晶体在核辐射探测等领域的诱人前景,本文主要基于晶体缺陷和薄膜生长等结晶学理论,一方面探讨了高纯、近化学计量比的碘化铟多晶的提纯工艺,并对样品的组分、结构以及杂质浓度进行了表征;另一方面探讨了制备碘化铟多晶薄膜的具体生长工艺,通过对其结构和光学性能的分析细致探讨了碘化铟多晶薄膜应用到核辐射探测器中的可行性。首先,对碘化铟晶体的能带结构、晶体结构等基本特性,晶体生长过程中几种常见缺陷的形成机理及其影响,以及薄膜生长过程的各个阶段进行了详细论述和分析,为接下来的实验提供了理论基础。其次,通过对区熔提纯原理以及碘化铟多晶特性分析,获得了适于碘化铟多晶区熔提纯的速率、温度等工艺参数。利用水平区熔法对碘化铟多晶进行了提纯,最后通过X射线粉末衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜-能谱仪(SEM-EDS)以及电感耦合等离子体原子发射光谱仪(ICP-AES)对提纯前后的碘化铟多晶的晶格结构、形貌组分以及杂质浓度进行了详细表征。最后,采用真空蒸发法制备了碘化铟多晶薄膜,通过XRD、SEM以及紫外可见分光光度计(UV-Vis)对所制备的碘化铟多晶薄膜晶体结构、表面形貌以及光学性能等进行了详细表征。
【关键词】：核辐射探测器 提纯 多晶薄膜 碘化铟
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：O614.372;TL81
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-9
• 第1章 绪论9-17
• 1.1 室温半导体核辐射探测材料研究背景9-11
• 1.2 室温半导体核辐射探测器的工作原理11-13
• 1.3 碘化铟晶体的研究进展13-14
• 1.4 课题研究的目的及意义14-15
• 1.5 本文研究的主要内容15-17
• 第2章 结晶学理论基础17-30
• 2.1 碘化铟的基本性质17-19
• 2.1.1 碘化铟的晶体结构17-18
• 2.1.2 碘化铟的能带结构18-19
• 2.1.3 碘化铟的基本材料性质19
• 2.2 晶体缺陷19-23
• 2.2.1 点缺陷19-21
• 2.2.2 线缺陷(位错)21-23
• 2.2.3 面缺陷23
• 2.3 薄膜生长理论概述23-29
• 2.3.1 吸附24-25
• 2.3.2 表面扩散25-26
• 2.3.3 凝结26-27
• 2.3.4 薄膜的形核和生长27-28
• 2.3.5 连续薄膜的形成28-29
• 2.4 本章小结29-30
• 第3章 碘化铟多晶提纯30-43
• 3.1 引言30
• 3.2 碘化铟多晶合成30-34
• 3.2.1 碘化铟多晶合成原理30-31
• 3.2.2 气相生长法简介31-32
• 3.2.3 碘化铟多晶的合成工艺32-34
• 3.3 碘化铟多晶提纯34-38
• 3.3.1 晶体提纯方法34-37
• 3.3.2 碘化铟多晶提纯37-38
• 3.4 碘化铟多晶的提纯效果表征38-42
• 3.4.1 X射线粉末衍射分析39-40
• 3.4.2 SEM-EDS分析40-41
• 3.4.3 ICP-AES分析41-42
• 3.5 本章小结42-43
• 第4章 碘化铟多晶薄膜制备及表征43-54
• 4.1 引言43
• 4.2 多晶薄膜制备43-47
• 4.2.1 薄膜的制备方法43-46
• 4.2.2 碘化铟多晶薄膜制备46-47
• 4.3 碘化铟多晶薄膜的性能表征47-53
• 4.3.1 X射线粉末衍射分析48-50
• 4.3.2 SEM分析50
• 4.3.3 光学性质分析50-53
• 4.4 本章小结53-54
• 结论54-56
• 参考文献56-60
• 攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果60-61
• 致谢61

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本文编号：658902