Kristallzüchtung von (Cd,Zn)Te durch Detached Bridgman Growth
Experimental Condensed Matter Physics
Final Report Abstract
Im Rahmen des Projekts wurden wichtige Verbesserung zur Kristallzüchtung von (Cd,Zn)Te Kristallen erzielt. Durch die Kombination von Simulationen und experimentellen Arbeiten konnten die bestehenden Methoden zur Kristallzüchtung modifiziert werden. Zwei unterschiedliche Verfahren wurden eingesetzt, um die (Cd,Zn)Te Kristalle zu züchten. Dies waren die Züchtung aus der Schmelze mittels dem Bridgman-Verfahren BM und die Züchtung aus der Lösung nach der Travelling Heater Methode THM. Es konnte gezeigt werden, dass beide Verfahren in der Lage sind hochohmige, detektorfähige Kristalle herzustellen. Die Ergebnisse der BM Kristalle belegten, dass das Detached BM Verfahren sowohl in der kristallinen Qualität als auch in der defektdichte limitiert ist. Es zeigte sich, dass das THM Verfahren aufgrund der niedrigeren Züchtungstemperatur Material mit einer geringeren Defektdichte liefert. Die dominierenden Defekte sind sowohl im den bM wie auch in den THM Kristallen Tellureinschlüsse. Es wurden zahlreiche Kristalle gezüchtet, charakterisiert und analysiert. Zusätzlich zu den Experimenten im Labor wurden auch die Ergebnisse von Kristallen verglichen, die unter Schwerelosigkeit gezüchtet wurden und einen tieferen Einblick auf die diffusiven und konvektiven Strömungen während er Kristallzüchtung geben. Hier zeigt sich, dass eine additive Durchmischung durch ein rotierendes Magnetfeld beim THM Verfahren die Kristallqualität verbessert. Allerdings zeigte es sich auch, dass eine Erhöhung der Ziehgeschwindigkeit über 3 mm/d zu einer Steigerung der Defektdichte führt. Die erzielten Ergebnisse und Erkenntnisse sollen für weitere wissenschaftliche Arbeiten genutzt werden, um die Kristallzüchtung von (Cd,Zn)Te Kristallen auf für eine größere kommerzielle Nutzung wie z.B. in der Computer-Tomographie einsetzen zu können. Dazu sind weitere Experimente sowohl im Labor als auch unterer Schwerelosigkeit erforderlich und bereits in Planung.
Publications
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(See online at https://doi.org/10.13140/2.1.4808.9288)
