[发明专利]一种提高ZnTe晶体掺杂元素均匀性的方法

权利要求书

1.一种提高ZnTe晶体掺杂元素均匀性的方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、晶体生长

采用Te熔剂-TGSM技术生长ZnTe电光晶体，通过优化ACRT参数获得大尺寸ZnTe单晶；

S2、晶体炉内退火

晶体全部通过垂直生长炉的温度梯度区后在生长炉内低温区保温退火；

S3、晶体表面处理

将炉内退火后的晶体锭条取出，对晶向进行定向切片，研磨和抛光，然后清洗干净并甩干备用；

S4、掺杂元素与晶体关系

建立掺杂量与ZnTe晶体电阻率及载流子传输特性的定量关系，获得THz辐射的吸收和散射机理，归纳富Te相及其诱导缺陷对THz辐射效率和均匀性等的影响规律；

S5、晶体均匀化退火

将晶体切片架在石英支架上固定于石英安瓿内，将安瓿瓶进行内进行抽真空，然后对安瓿瓶的瓶口进行熔封，将安瓿瓶放入退火炉进行均匀性退火。

2.根据权利要求1所述的一种提高ZnTe晶体掺杂元素均匀性的方法，其特征在于：步骤S1中，所述晶体生长方法包括Te和Zn单质在真空石英坩埚内熔融形成ZnTe锭条，然后将锭条随坩埚一起放入垂直生长炉进行垂直生长。

3.根据权利要求2所述的一种提高ZnTe晶体掺杂元素均匀性的方法，其特征在于：所述Te和Zn单质在坩埚内熔融时进行摇摆，熔融合成温度大于ZnTe化合物熔点温度20℃，熔融合成7h后自然降温凝固，然后将ZnTe锭条随坩埚放入垂直生长炉，炉内最高温度为1100℃，低温结晶温度为1060℃，温度梯度10℃/cm，坩埚下降速度为0.5-1mm/h，待熔体全部通过垂直生长炉的温度梯度区，移到低温区晶体生长结束。

4.根据权利要求1所述的一种提高ZnTe晶体掺杂元素均匀性的方法，其特征在于：步骤S2中，晶体炉内退火时，将生长炉整体炉温调整为450℃-510℃，退火时间：24-48h。

5.根据权利要求1所述的一种提高ZnTe晶体掺杂元素均匀性的方法，其特征在于：步骤S3中，晶体切片抛光后采用有机溶剂并结合超声波对晶进行清洗，并用去离子水冲洗干净，甩干备用。

6.根据权利要求5所述的一种提高ZnTe晶体掺杂元素均匀性的方法，其特征在于：所述有机溶剂为异丙醇、石油醚、丙酮中一种或多种。

7.根据权利要求1所述的一种提高ZnTe晶体掺杂元素均匀性的方法，其特征在于：步骤S4中，所述掺杂量与ZnTe晶体性能关系通过开展ZnTe晶体的宏观光电性能，并开发基于ZnTe晶体的THz-TDS系统，建立掺杂量与ZnTe晶体电阻率和载流子迁移率等性能间的定量关系，并结合载流子浓度、寿命和迁移率等电学特性与ZnTe晶体在THz波段的吸收、透过和散射关系，揭示影响ZnTe晶体产生和探测THz辐射的主要因素，揭示表面处理和改性对THz响应的影响规律。

8.根据权利要求1所述的一种提高ZnTe晶体掺杂元素均匀性的方法，其特征在于：步骤S5中，所述石英支架和石英安瓿瓶均通过王水浸泡并去离子水冲洗干净并烘干，所述石英安瓿瓶内真空度大于高于5×10^-4Pa，退火温度为550-600℃，退火时间50-110h。