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制备碲锌镉晶体为什么要使用PBN坩埚

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制备碲锌镉(CZT)晶体首选热解氮化硼(PBN)坩埚,核心原因在于其卓越的化学惰性和高纯度:
1、杜绝关键污染:
①抗碲侵蚀: 熔融Te极具腐蚀性,会侵蚀石英坩埚(SiO₂)导致硅污染,并与石墨坩埚反应造成碳污染。PBN几乎不与Cd、Zn、Te反应,从根本上避免了这些致命杂质。
②超高纯度: PBN纯度极高(>99.999%),不会引入金属杂质(如Fe、Al、Cu),保障CZT晶体(尤其用于辐射探测器时)必需的高电阻率(>10¹⁰ Ω·cm)和长载流子寿命。
2、优异的热性能:
①耐高温稳定: 工作温度远超CZT熔点(~1092°C),无软化变形。
②热导率各向异性: 轴向(∥c)热导率高(20-30 W/(m·K)),径向(⊥c)低(2-5 W/(m·K)),利于优化熔体温度梯度,促进高质量晶体生长(如VGF/VB法)。
3、提升晶体质量:
①低粘附易脱模: 表面光滑,凝固晶体易分离,减少应力损伤。
②维持化学计量比: 惰性界面抑制反应,有助于保持熔体组分(Cd/Zn/Te)均匀性,减少缺陷。
结论: 尽管PBN成本较高,但其近乎“绝对惰性”的特性,是生长高性能(尤其是探测器级)CZT晶体、避免污染和保证电学性能的黄金标准选择。


IP属地:山东1楼2025-06-27 13:39回复