CN2080071U - 碘化汞单晶体的生长装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种制备碘化汞单晶体的装置，由 安瓿、加热器和温度控制器组成，并用钟罩将安瓿和 加热器罩在平台上构成一个立式炉。安瓿支承在一 个转轴上，转轴由电动机带动，利用源与晶体之间一 定的温差自发成核，并进行晶体生长，从而获得性能 优良的室温核辐射探测器晶体。

Description

本实用新型涉及能用汽相法生长的单晶体，特别是作为χ射线，γ射线探测器的碘化汞单晶体的生长装置。

碘化汞（Hg I₂）单晶体是Ⅱ－Ⅶ族化合物半导体，常温下呈红色透明的四方晶系晶体。对χ射线、γ射线有较好的阻止本领和极高的灵敏度，是目前制作室温半导体辐射探测器的极好材料。碘化汞单晶体的生长法有：溶液法，是将碘化汞原料溶入有机溶剂并置于玻璃容器中进行晶体生长；静态和动态升华法，将原料封于细长的玻璃管内，置于区域炉中进行生长。上述方法都不能长出大晶体，且晶体质量低。76年M.Schieber等人在Vapor Growth of HgI₂by periodie source or crystal Temperature oscillation（J.crystal Gr－owth 33 （1976）125－133）一文中报导了汽相温度振荡法（TOM）生长碘化汞单晶体及其该方法所使用的装置。该装置由玻璃安瓿、加热器和温度控制器以及恒温气流系统组成。加热器是由罩在安瓿周围的纵向加热器和安瓿底部的横向加热器组成，并分别用温度控制器调节和控制，安瓿底部有一个基座，支承在一个转轴上，由电动机带动轴和安瓿转动。轴内设有带喷嘴的汽流管，与气流管相连一个包括有气源、气流控制器和预热恒温等设施的恒温气流系统。该气流系统周期性地通气，冲击安瓿底部中心，产生周期的温度振荡，以满足晶体成核和生长所需的温度梯度及温度振荡参数。但是，利用该装置生长碘化汞单晶体还存在以下缺点：

1.采用罩式加热器，当加热线圈形状确定后，温度分布也随即确定，无法在纵向任异调节晶体生长所需要的温度梯度。

2.采用恒温气流系统进行温度振荡，使之成核，其设备结构复杂，生长成本高（～1000美元／克）；同时，温度难于控制，并且在温度不断地反复振荡下，长出的碘化汞晶体应力大，缺陷多，完整性差。

本实用新型的目的是设计一种结构简单，易于操作和温度控制灵活的碘化汞单晶体生长装置。在此装置上能获得外形完整规则的优质大块碘化汞单晶体

本实用新型是由安瓿、加热器和温度控制器组成，并用钟罩罩在平台上形成一个立式炉。安瓿底部有一个基座，支承在一个导电良好的金属转轴上，用动力机构带动轴和安瓿转动，在安瓿周围设置多组加热器，分别置于安瓿的顶部、底部和两侧，每组加热器与一台温度控制器相连。

附图为本实用新型的结构示意图。下面结合附图对本实用新型的结构和工作原理作进一步的说明。

将纯化后的碘化汞原料封入玻璃生长安瓿11中，抽空至10^－5Torr封结，置于金属转轴4上，该转轴顶端带有铜帽。在安瓿的顶部、底部和两侧各设置一组或多组电阻丝加热器1、2、3，再用钟罩12将安瓶和加热器罩在平台8上，形成一个立式炉，然后用电动机通过轴带动安瓶沿→方向，以5转／分钟的速率旋转。用702精密温度自动控制器5、6、7分别调节加热器1、2、3的温度，使原料蒸发到安瓿壁上10处，再缓慢降低加热器3的温度，使安瓶底部基座温度接近晶体生长温度Tc＝110℃，碘化汞蒸汽分子运动到基座中心形成一个红色条状晶核9，每天以一定的速度提高加热器2的温度，或保持源和晶体有2－5℃的温差，晶体便继续长大。20天后便长出外形完整规则、红色透明的碘化汞大晶体。

本实用新型与现有技术相比较具有以下优点：

1.采用温度多点控制，以控制原料与晶体两点的温度梯度，逐渐降温自发成核。

2.省去了晶体成核部位复杂的恒温气流系统，以及周期振荡控制系统，使装置结构简单，生长成本低（100元／克），易于操作，能获得优质晶体。

Claims (3)

1、制备碘化汞单晶体的装置，由安瓿11加热器1、2、3和温度控制器5、6、7组成，用钟罩12将安瓿和加热器罩在平台8上，形成一个立式炉，安瓿底部有一个基座，支承在转轴4上，由动力机构带动轴和安瓿转动，其特征在于安瓿支承在一个导热良好的金属转轴上，利用转轴传导热量逐渐降温，自发成核。

2、根据权利要求1所说的装置，其特征在于安瓿支承在一个顶端带有铜帽的金属转轴上。

3、根据权利要求1所说的装置，其特征在于钟罩内的加热器分别设置在安瓿的顶部、底部和两侧，并且各与一台温度控制器相连。