碘化铅（pbilt2gt）单晶体生长研究

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1、堕兰盔堂堡主堂垡堡苎，906771碘化铅(Pbl2)单晶体生长研究材料学研究生赵欣指导教师金应荣教授碘化铅(Pbl2)晶体禁带宽度大@。=2．32eV)，平均原子序数高(z。。。=63)，密度大0=6．2∥cm3)，是一种新型的宽禁带室温核辐射探测器材料。Pbl2晶体探测器可用于1Kev一1Mev能量范围的y和a射线探测，并具有较高的能量分辨率。但由于没有制备出高质量的Pbl2单晶体，加上没有成熟的半导体材料加工技术与器件制作工艺，人们对Pbl2探测器没有进行深入的研究。本研究中，以高纯铅(Pb)和碘(

2、12)单质为原料，在特殊设计的密闭石英安瓿中，采用两温区气相输运方法(TVM)合成Pbl2多晶原料，从低温区以热对流的方式输运碘蒸汽到高温区与铅反应生成Pbl2，降低了合成安瓿爆炸几率。经x射线衍射分析，合成结果为高纯、单相、致密的Pbl2多晶。晶体生长实验中，我们自行设计了双温区管式电阻生长炉，采用垂直布里奇曼法(VBM)，以合成的Pbl2多晶为原料进行晶体生长。在15～18℃／cm的温度梯度、0．6mm／h的生长速率下，通过适当控制安瓿的生长位置来避免或减轻晶体富碘现象，得到了纯度较高的Pbl2单晶

3、体。实验中成功生长出尺寸为巾15mm×25mm的Pbl2单晶锭。该晶锭外观完整，呈橙黄色、半透明状，x射线衍射分析获得了(001)面的四级衍射谱，表明该晶体是结构完整的单晶体。晶体电阻率为1010Q·cm量级，禁带宽度为2．27eV，红外透过率约为40％，具有良好的光学性能，可用于探测器的制作。西华大学硕士学位论文本课题的实验结果是初步的探测性研究结果，在工作中对实验方案的设计、晶体品质的鉴定方面尚有一些不足，对碘化铅单晶体生长工艺的优化及其室温核辐射探测器的制作也还有待进一步深入研究。关键词：碘化铅单

4、晶体，气相输运合成，晶体生长，垂直布里奇曼法Ⅱ西华大学硕士学位论文GrowthofLeadiodide(Pbl2)SingleCrystalsMaterialScienceCandidate：ZhaoXinSuperVisor：Prof．JinYingrongLeadIodide(Pbl2)crystalisapromisingmaterialforroomtemperaturenuclearradiationdetectors，characterizedbyiIswidebandgap(Eg=2．32

5、eV)，Iargeaverageatomicnumber(za，g=63)andhighdensity0=6．2∥cm’)．usingPbl2detectortodetecty—rayor口一nyamong1KeV～1MeV’goodenergyres01utioncanbeobserVed．ButPbl2detectorshavenotbeenstudiedindetailbecauseofthelackofhighqualityPbl2siⅡglecrystalsandsuitablefabrica

6、tingtechnOlogyOfthedeVices．Inthispaper，theLeadIodide(Pbl2)poly-crystalhasbeensuccessfullysynthesizeddirectlyfromhighpureelementLead(Pb)andIodide(12)bytwo-temperaturezoneVapor-transportingmethod(1VM)．IⅡthesyntheticprocedure，12Vaporwastransportedfromthelow

7、ertemperaturezonetothehigherwhere12combinedwithPbintoPbl2．ThesynthesisreactionwascarriedinaspeciaIquanzampouletOpreVenttheampoulefromdetonatingbycontr01lingthetemperature．X—raydifftactionshowedthatitwashigh—puIePbl2pOly·crystalOfsingle—phaseandhigh—densi

8、ty．Incrystalgrowthexperiment，Pbl2singlecrystalwasgrowⅡbyVerticalBrjdgmanMethod(VBM)inthetwo—temperaturezoneverticalgrowthfurnace．Thetemperaturegradientwas15～18℃／cmandthegrowingspeedwas0．6mm／h，onthiscondition，weobtainedPbl2