Gaz tashish usuli bilan zncdte qattiq eritma plyonkalarining o'sishi Izoh

Gaz tashish usuli bilan zncdte qattiq eritma plyonkalarining o'sishi
Izoh. A²B⁶ yarimo'tkazgichli birikmalari sovutilmagan yarim o'tkazgichli detektorlar (X)-, (g)- va boshqa turdagi yadroviy nurlanishlarni ishlab chiqarish uchun eng istiqbolli hisoblanadi. Hozirgi vaqtda kosmosda turli maqsadlarda energiya manbalari va sensorlar sifatida rentgen (X) va gamma (g) nurlanishining fotosensitiv tuzilmalari qo'llaniladi. Ustunsimon tuzilishga ega polikristalli yarimo'tkazgichli CdTe va CdZnTe plyonkalari asosidagi detektorlar rentgen va gamma-nurlarini aniqlash uchun mo'ljallangan. Detektorlar molibdenli substratlarda CdTe va CdZnTe birikmalarini vodorod oqimida sublimatsiya qilish orqali yasaladi.p-CdTe va CdZnTe plyonkalarining qalinligi d = 30÷150 mkm, solishtirma qarshiligi ρ > 10⁵–10⁸ Ω ·sm. Plyonkalarning monokristallari (donalari) ko‘ndalang o‘lchami 50÷100 mkm bo‘lib, turli maqsadlardagi datchiklarning asosiy materiali bo‘lgan Mo-substratga perpendikulyar yo‘nalgan.
Kirish. So'nggi o'n yillikda faqat bitta belgi (elektron) zaryadlarini yig'ishning bir qancha usullari ishlab chiqildi va takomillashtirildi. Hozirgi vaqtda yarimo'tkazgichli materiallarning tuzilishi va ularning mikroelektronika sohasida qo'llanilishi bir qancha olimlar tomonidan o'rganilmoqda.
CdTe va CdZnTe detektorlarining energiya o'lchamlarini yaxshilash uchun bir qator texnologik va elektron usullar taklif qilingan. ℽ-nurlanish spektrometriyasi va dozimetriya uchun eng mos bo'lgan yarimo'tkazgichli birikmani tanlash materialning kritik parametrlari bilan belgilanadi.
E_g diapazonining qiymati detektorning ishlashida hal qiluvchi omil bo'lib, u tashuvchining harakatchanligi m ga ta'sir qiladi, bu qoida tariqasida, E_g tarmoqli oralig'iga teskari o'zgaradi va E_g ortishi bilan o'sadigan qarshilik r. Yarimo'tkazgich birikmasining E_g qiymatining oshishi bilan qorong'u oqimlar va shovqin mos ravishda kamayadi. Detektorda zaryadni yig'ish samaradorligi asosan zaryad tashuvchilarning harakatchanligi µ va µ umriga bog'liqdir. Z atom raqami assimilyatsiya chuqurligini kamaytirish uchun maksimal darajaga ko'tarilishi kerak bo'lgan muhim parametrdir. Ma'lumki, CdTe va CdZnTe birikmalari l-nurlanish detektori tuzilmalarini yaratish uchun eng yaxshi xarakteristikalar to'plamidan biriga ega.
Muhim parametr qarshilik ρ bo'lib, yarimo'tkazgich strukturasida imkon qadar kattaroq tanlanishi kerak. Katta ρ maydon kuchini oshirish va zaryad yig'ish vaqtini kamaytirish yoki qorong'u oqimni kamaytirish imkonini beradi. Ikkilik birikmalarning qotishmalari, masalan, qattiq eritma (TP) Cd_1–xZn_xTe, CdS_1–xSe_x, Zn_1-xCd_xSe, ularda bir guruhdagi elementlar ixtiyoriy konsentratsiyalarda aralashtiriladi. Ularda elementlar kontsentratsiyasining o'zgarishi bilan fizik xususiyatlar silliq o'zgaradi, masalan, tarmoqli bo'shlig'i. Parametrlardan birining yaxshilanishi, masalan, x qiymatining oshishi bilan TP da ρ qarshiligining ortishi hali sezilarli darajada degradatsiyaga olib kelmaganida konsentratsiyaning bunday optimal qiymatini topish muhim ahamiyatga ega. Bularning barchasi CdZnTe plyonkalarini o'stirish usuli va fizik-kimyoviy jarayoniga bog'liq.

1-rasm. CdZnTe ning yupqa plyonkalarini olish uchun qurilma sxemasini ko'rsatilgan.
1- Harorat gradientini hosil qilish uchun ikki zonali olinadigan pech; 2- Vertikal kvarts quvurli reaktor; 3 - sovuq suvni o'tkazish uchun silindrsimon issiqlik almashtirgich; 4 - Yuqori grafitli idish; 5.Pastki grafitli idish; 6 - amortizatorlar; 7- Yuqori va pastki grafit gilzalarni birlashtiruvchi quvurli tayanch, yenglarning bir tomonida va silindrsimon issiqlik almashtirgichga mahkamlangan; 8- Yuqori va pastki grafit gilzalarni birlashtiruvchi quvurli stend, oldingi quvurli stendga diametrik ravishda joylashgan va silindrsimon issiqlik almashtirgichga mahkamlangan; 9- Vertikal kvarts quvurli reaktorni gaz bilan ta'minlash uchun quvur; 10- Egzoz gazining chiqishi uchun tarmoq trubkasi; 11- Gaz oqimini ajratuvchi qurilma; 12- kyuvet darajasida manba materialining haroratini o'lchash uchun xrom-alyuminiy termojuft; 13- Substrat darajasida haroratni o'lchash uchun xrom-alyuminiy termojuft; 14-CdTe va ZnTe kukunlari uchun boshlang'ich material uchun kyuvet; 15-molibden (Mo) substrat; 16- Yupqa qatlamlarni qo'llash uchun grafit shablon; 17-Sovuq suv uchun silindrsimon issiqlik almashtirgich bilan vertikal kvarts quvurli reaktorni ulash uchun gardish; 18-Pastki grafit kosasining teshilgan qopqog'i.
ZnTe va CdTe kukunlaridan CdZnTe qattiq eritma plyonkalarini sintez qilish jarayonida fizik va kimyoviy jarayonlar 850-950⁰C CdTe bug'lanish haroratida amalga oshiriladi va 1000-1100⁰C ZnTe bug' fazasiga o'tadi,
𝐶𝑑𝑇𝑒_𝑇 + 𝐻₂ ⇆ 𝐶𝑑𝑇𝑒_p + 𝐻₂, (1)
𝑍𝑛𝑇𝑒_𝑇 + 𝐻₂ ⇆ 𝑍𝑛𝑇𝑒_p + 𝐻₂. (2)
Keyin bug ' fazasida CdTe va ZnTe kadmiy, rux va tellurga ajraladi,


Chiqarilgan bug'li tellur vodorod bilan reaksiyaga kirishib, vodorod tellurini hosil qiladi.

Bug 'CdTe va ZnTe butunlay ajrala olmaydi, keyin esa



Kadmiy, rux va vodorod telluri vodorod oqimida kondensatsiya zonasiga o'tkaziladi va bu bug'larning aralashmasi substrat ustida ma'lum nisbatda hosil bo'ladi. Substrat yuzasida reaksiya (5) teskari yo’nalishda boradi va kadmiy, rux va tellur atomlarining o’zaro ta’siri natijasida substratda Zn_xCd_1-xTe plyonka hosil bo’ladi.
𝑥𝑍𝑛_p + (1 − 𝑥)𝐶𝑑_p + 𝐻₂𝑇𝑒 → 𝑍𝑛_𝑥𝐶𝑑_1−𝑥𝑇𝑒 + 𝐻₂, (9)
𝐾 = (𝑃𝑍𝑛𝑥 ∙ 𝑃𝐶𝑑1−𝑥 ∙ 𝑃𝐻2𝑇𝑒)−1.
Kino tarkibi x bug 'fazasi aralashmasining tarkibiy qismlari nisbatiga bog'liq bo'lib, u CdTe va ZnTe manbalarining bug'lanish tezligi bilan belgilanadi. x=0 da (9) tenglama shaklni oladi

va x=1 uchun
𝑍𝑛_p + 𝐻₂𝑇𝑒 → 𝑍𝑛𝑇𝑒_t + 𝐻₂, 𝐾 = (𝑃_𝑍𝑛 ∙ 𝑃_𝐻2𝑇𝑒)⁻¹. (11)
TCdTe va TZnTe haroratlari CdTe va ZnTe kukunlarining toʻliq bugʻlanishi taʼminlanadigan tarzda oʻrnatiladi. CdTe - ZnTe plyonkasi tarkibi tigellarga yuklangan kukunlarning og'irlik qismlari nisbatini o'zgartirib, o'zgartirildi.
CdZnTe plyonkasini sintez qilish jarayonida quyidagi texnologik tajribalar o'tkazildi:
CdTe va ZnTe tigellardan changlarning bug'lanish tezligining haroratga bog'liqligi, gaz tezligi v=1,4÷1,8 litr/soatda; CdZnTe plyonkasining o'sish tezligining vodorod tashuvchisi gaz oqimiga bog'liqligi; CdZnTe plyonkasi o'sish tezligining substrat haroratiga bog'liqligi. Shaklda. 1-rasmda CdTe va ZnTe tigellardan kukunlarning bug'lanish tezligining haroratga bog'liqligi ko'rsatilgan, tashuvchi gaz oqimi v=1,4÷1,8 l/soat bo'lgan. CdTe va ZnTe kukunlarining bug'lanish tezligi CdTe va ZnTe manbalari og'irligining kamayishiga qarab aniqlandi. Tashuvchi gaz tezligi v=1,4÷1,8 l/soat oralig'ida saqlangan. CdTe va ZnTe uchun bug'lanish tezligining faollashuv energiyasi 44 va 49 kkal mol edi, bu to'g'ri chiziqning qiyaligi bo'yicha grafikdan (2-rasm) aniqlandi. Ular CdTe va ZnTe ning bug'lanish issiqligiga mos keladi.