系统研究了由二单质Zn和Se合成ZnSe多晶困难的原因和过程机理,将化学反应激活剂I2和Zn(NH4)3Cl5引入Zn-Se系统,实现了用于单晶生长的高纯ZnSe多晶的低成本快速合成。发展了新的特别是由二单质一步生长出ZnSe单晶的低成本气相生长方法和新的气相生长输运剂Zn(NH4)3Cl5,在分析Zn-Se-I2 、ZnSe-HCl和Zn-Se-HCl系统中输运剂功能、气相反应和晶体生长传质过程的基础上,优化了ZnSe单晶生长的控制条件,成功在各系统中生长了较大尺寸的ZnSe单晶。发现了二单质一步生长ZnSe单晶的Zn-Se-I2和Zn-Se-HCl系统存在传质速率最大的温度点,而ZnSe-HCl系统的传质速率则随温度单调增大。研究了生长温度、输运剂浓度、温度梯度和原料成分对各系统ZnSe晶体传输率的影响。揭示ZnSe单晶气相生长的微观机理为三维成核生长, 邻位面ZnSe(111)B面是晶体主要生长面。同时,发展了新的低成本ZnE(E=Se,S,Te)纳米线气相控制生长方法,揭示其生长由氧化还原-VLS复合机理控制,催化剂为含Zn二元合金。
英文主题词ZnSe single crystal; Crystal growth; Vapor transport; Novel transport reagent; Growth mechanism