移动加热器法碲锌镉晶体生长系统热场研究

摘要：

碲锌镉(Cd1-xZnxTe,简称CdZnTe或CZT)是一种在室温下工作的半导体核辐射探测材料,因其优越的光电特性近年来受到越来越多的关注,在医学成像、环境监测和空间探测领域的应用也愈发广泛.移动加热器法(THM)被认为是目前生长CZT单晶最有前景的方法之一.晶体生长过程中,合适的温场是获得优质晶体的前提条件.本文使用Fluent软件对电阻加热式THM生长CZT单晶生长系统展开热场研究,首先建立描述系统热输运的物理和数学模型,提出一种设立控温点的逆模拟方法解决了加热器功率并非既定值的模拟难点,设定功率分别为 225.6、343.7、1 045.9、92.5、199.6 W的5 个加热器情况下的炉内温场计算值与实验测量值有了较好的吻合.进而研究加热器与炉膛管距离、散热区宽度等炉膛结构对坩埚内CZT原料区温度分布的影响.研究结果表明,Canthal炉管与加热器间距离由5mm增大至10、15 mm后,最高温度减小3.7%、5.6%,散热区宽度由30 mm增大至50、80 mm后,熔区宽度分别减小32.7%、50.0%.

关键词：碲锌镉晶体、移动加热器法、半导体、数值模拟、热场、炉膛结构

所属期刊栏目：52

分类号：O782(晶体生长)

资助基金：国家自然科学基金12275167

在线出版日期：2023-09-27（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：1589-1598