本實驗採用溫度梯度溶液長晶法(Temperature Gradient Solution Growth),以碲當溶劑(Te-rich)成功地由元素材料合成全系列的碲化鋅鎘 晶體。此外,在碲化鋅鎘晶體成長過程中,我們也嘗試摻雜氯(Cl)或釩( V)來補償鎘空位(Cd-vacancy),以獲得可製作輻射偵檢器的高阻值碲化鋅 鎘晶體。 由X-ray 繞射量測所定出晶格常數,我們已經確定由Te- rich的溫度梯度溶液長晶法,的確可以合成全系列的碲化鋅鎘晶體。利用 光激螢光( PL)量測發現以溫度梯度溶液長晶法所成長的碲化鋅鎘晶體, 縱向組成存在有鋅的偏析效應,徑向組成則相當均勻;而且在光激螢光譜 上,可發現數種不同型態的激子躍遷所放出的光譜。全系列的碲化鋅鎘晶 體為P-type,載子移動率為50∼70 cm^2/V.sec ,腐蝕坑洞密度為10^4 ∼10^5/ cm^2。由於低的長晶溫度(900℃)及大溫度梯度(>20℃/cm^2) 的特點,故在晶體所做傅利葉轉換紅外光譜量測(FTIR)中,可斷定垂直式 布里茲曼法所成長的晶體具有較低的鎘空位,並且在鋅莫耳分率小於0.6 的晶體中看不出有大量碲沉積(Te-precipitate)的存在。藉由氯或釩摻雜 所成長的晶體,我們從光激螢光量測上可看出的確達到補償鎘空位的效果 。在製成光導式輻射偵檢元件後,對Am(原子量241)輻射源59.5keV能量解 析的半波高寬(FWHM):對CdTe:Cl(300ppm)為4.97 keV,而對鋅莫耳分 率0.04的CdZnTe:Cl(1000ppm)為4.53keV。對Co(原子量57)輻射源122keV 能量解析的半波高寬:CdTe:Cl(300ppm)為6.66keV,對鋅莫耳分率0.04的 CdZnTe:Cl(1000ppm)為6.04keV皆已達商用水準。
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