CdZnTe晶体缺陷的透射电子显微分析.PDF

维普资讯 曾冬梅 等：CdZnTe晶体缺陷的透射电子显微分析 CdZnTe晶体缺陷的透射 电子显微分析 曾冬梅，王 涛，查钢强，张继军，介万奇 (西北工业大学 材料学院，陕西 西安 710072) 摘 要： 采用透射电子显微镜对 CdZnTe晶体材料的 体，沿 (111)面定向切割后，采用如下步骤制备CdZnTe 缺陷特性进行 了分析。在 (111)面的透射 电镜明场像 薄膜样品：先用 10目的金刚砂将试样研磨至0．1mm厚， 中，观察到了棱柱位错环、位错墙 、沉淀相 、层错及倾 再用氧化镁将0．1mm厚的试样抛光至 70m，接着用丝 斜的孪晶界面。应力是位错形成的主要原因，棱柱位错 锯切割机将其切成3mmX3mm 大小的薄片试样，用 5％ 环的产生是 由于沉淀相粒子在基体上产生错配应力；而 的溴甲醇溶液对其进行化学抛光 2．5min，以去除前期试 位错网络与位错墙是两种热应力联合作用于晶体边缘 样制备过程中的表面损伤，确保观察到的试样是生长态 的结果。晶体生长过程 中，液 固界面生长形态从平界面 CdZnTe晶体的真实反映。最后将试样用环氧树脂粘在 向胞状界面发展产生的沉淀相衬度不同于由于 Te原子 3mm 的铜网上后，放入 GatanPIPS691型离子减薄 溶解度 的回退产生的沉淀相衬度 CdZnTe晶体 中的堆 仪中，减薄 4h后，获得薄膜样品。 跺层错和孪晶与固液界面的稳定性相关。 关键词： CdZnTe；透射电子显微镜；缺陷：固液界面 3 结果和讨论 中图分类号： TN304．26 文献标识码：A 3．1 碲锌镉晶体 中的位错 文章编号： 1001．9731(2007)增刊．3967．03 图 1(a)是呈双弧小环的棱柱位错环，是一种刃型 1 引 言 位错。这种刃型位错的形成与沉淀相在基体上造成的应 力有关。如果晶体 内存在沉淀粒子或包裹物，这些粒子 CdZnTe晶体材料是外延高性能碲镉汞薄膜的最佳 的热膨胀系数与基体不同时，在冷却过程中就会产生体 衬底材料 ，同时还被广泛用来制作X射线及 y射线探测 内压 印，使得晶体与粒子的界面处产生很大的应力集 器，光 电调制器，太阳能电池，激光窗口等 】【J。然而， 中，导致位错的非均匀形核，产生棱柱位错 9【】。图 1(b) 由于CdZnTe晶体具有较低的热导率，需要进行熔体过 是位错网络及由位错网络塞积形成位错墙，形成位错网 热等特性 ，使得晶体易形成孪晶及位错，易发生晶体学 络的地方大多是晶体的边缘部位。 取向的偏转与倾斜，以及易形成偏析与沉淀相，进而影 响到器件的性能4【】。因此 ，对各种缺 陷的分析是研究 CdZnTe晶体材料的一个重要内容。 透射 电子显微镜是一种研究晶体缺 陷十分有用的 技术，广泛用于观察半导体晶体中的位错、体内层错和 氧化层错、晶格点阵无序等结构缺陷以及金属或非金属 沉淀物 。用于透射 电镜观察 的试样厚度要求在 50～ 20岬 之间L5】，而CdZnTe晶体材料非常脆，样品的制备 非常困难 ，使得透射电子显微术应用到 CdZnTe晶体材 料的缺陷研究受到一定程度的限制。近年来，