[发明专利]一种垂直提拉生长碲锌镉单晶的装置和方法

权利要求书

1.一种垂直提拉生长碲锌镉单晶的装置，该装置包括管式炉体（1）、石英安瓿（2）与石墨舟（3），其特征在于：

所述的管式炉体（1）沿炉体共轴线方向自上而下依次由具有相同的内、外径的合成炉（11）、缓冲炉（12）、斜面炉（13）和镉源炉（14）组成，管式炉体（1）可以垂直方向上下移动；合成炉（11）由左、右半炉组成，炉温可分别控制，炉体可以单独360°旋转；斜面炉（13）由界面倾斜的上、下二个半炉组成，炉温可分别控制；管式炉体（1）内放置有石英安瓿（2），石英安瓿（2）中间有用来支撑石墨舟（3）挡板（21），挡板（21）上有能传输镉源（5）的蒸汽至熔体（4）的孔；石墨舟（3）放置在石英安瓿（2）内，镉补偿源（5）放置在石英安瓿（2）的底部，镉补偿源（5）始终处于镉源炉（14）中。

2.根据权利要求1所述的一种垂直提拉生长碲锌镉单晶的装置，所述的石墨舟（3）的管壁采用齿轮状结构，与石英安瓿（2）之间接触紧密，但保留有较大的缝隙。

3.一种基于权利要求1所述装置的垂直提拉生长碲锌镉单晶的方法，其特征在于包括如下步骤：

①按照化学计量比的要求称量7N高纯碲、7N高纯锌与7N高纯镉原料，接着交替将各原料均匀放置于石墨舟（3）内；

②根据单晶生长过程中石英安瓿（2）内镉蒸汽压的要求计算镉补偿源（5）的质量，并将其放置于石英安瓿（2）的底部；

③将石墨舟（3）轻轻放置于石英安瓿挡板（21）后，对石英安瓿（2）抽真空后封管；

④将石英安瓿（2）移入管式炉体（1），使得装有合成原料的石墨舟（3）位于合成炉（11）的正中间；

⑤升高合成炉（11）的温度，使得其左炉的温度约为650℃，右炉的温度为700℃，并以6rpm的转速转动，保持24h，其它炉体的温度为650℃；

⑥根据拟制备组分碲锌镉的熔点T_m，调节管式炉体（1）各炉体的温度，使得合成炉（11）左炉的温度为T_m，右炉的温度为T_m+50℃，缓冲炉（12）的温度为T_m，斜面炉上炉（131）的温度为T_m，斜面炉下炉（132）的温度为T_m-50℃，镉源炉（14）的温度根据需要设定，一般为800℃。保持24h；

⑦多晶料合成完毕之后，炉体（1）缓缓向上移动，移动速率约为2mm/h，直至斜面炉（13）完全扫过熔体，单晶生长完毕，最后缓慢退火降至室温。