CdZnTe单晶表面与界面基本物理特性研究

CdZnTe不仅是新一代室温核辐射探测器材料，还是理论转换效率高达27%的太阳能电池材料。CdZnTe的表面与界面状态是影响其器件性能的关键因素，本项目拟采用同步辐射光电子能谱技术（SRPES）结合第一性原理计算深入研究CdZnTe晶体表面与界面的基本物理特性。主要包括：（1）在超高真空条件下获得理想清洁有序的CdZnTe单晶表面，采用低能电子衍射和SRPES研究其表面原子结构和电子结构，并结合第一性原理计算，构造表面原子弛豫和重构模型。（2）结合SRPES和第一性原理计算，研究H2O和O2气体分子在CdZnTe不同取向表面的物理吸附和化学吸附，研究CdZnTe表面功函数变化规律，揭示CdZnTe在空气中的老化机理。（3）在CdZnTe单晶衬底上制备CdS薄膜，采用SRPES研究CdZnTe/CdS界面的成分扩散、界面反应和能带弯曲，揭示界面反应和成分扩散对界面能带弯曲的影响规律。

CdZnTe不仅是新一代室温核辐射探测器材料，还是理论转换效率高达27%的太阳能电池材料。CdZnTe的表面与界面状态是影响其器件性能的关键因素，本项目采用同步辐射光电子能谱技术（SRPES）结合第一性原理计算研究CdZnTe晶体表面与界面的基本物理特性。取得的主要研究成果如下：（1）在超高真空条件下获得理想清洁有序的CdZnTe单晶表面，采用低能电子衍射和SRPES研究其表面原子结构和电子结构，构造了表面原子弛豫和重构模型。（2）结合SRPES和第一性原理计算，研究H2O和O2气体分子在CdZnTe表面的物理吸附和化学吸附规律，研究CdZnTe表面功函数变化规律，揭示了CdZnTe在空气中的老化机理。（3）在CdS(0001)单晶衬底上外延生长出CdTe薄膜，采用SRPES研究CdTe/CdS界面的成分扩散、界面反应和能带弯曲，揭示界面反应和成分扩散对界面能带弯曲的影响规律。(4)在此基础上，开展了CdZnTe薄膜的制备与性能表征研究。发表学术论文16篇，其中英文论文10篇，SCI收录论文10篇，共形成专利技术4项。培养博士研究生3人，硕士研究生2人。