PDF《碘化汞 （》

2 F e b .

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1 6 收稿日期:

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0 9

2 3 基金资助:

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1 5年度陕西省教育厅科研计划项目(

1 5 J S

0 4

0 ) ;

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1 4西安工业大学省级重点实验室开放基金( Z S K J

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1 4 ) ;

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1 4年国家级大学生创新创业训练计划项目(

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1 4

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7 0

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1 5 ) 作者简介: 李俊英(

1 9

8 9-) , 女, 西安工业大学硕士研究生. 通讯作者: 许岗(

1 9

7 3-) , 男, 西安工业大学副教授, 主要研究方向为半导体材料. E ? m a i l : x x r s h h u a n g s h a n@s o h u . c o m. 是制备室温半导体探测器的最佳材料之一[

3 ? 4] . α ? H g I

2 晶体制备通常采用气相法沉积和溶液法, 虽 然气相法可以生长大体积碘化汞晶体, 但是其周期 长, 切割过程对晶体的损伤导致晶体后续处理比较 复杂. 而溶液法因其生长温度低、 生长装备简单、 获 得的晶体尺寸合理等优势一直是碘化汞晶体生长 的一个重要研究方向. 特别是近些年来, 高纯溶剂/ 原料的商业化, 为高纯度碘化汞晶体的生长提供了 可靠的保障, 因此溶液法生长碘化汞的商业可行性 逐步显现. 近2 0年来, 国内外对于溶液法生长碘化汞的 研究比较重视. 尤其是国外近几年集中于研究碘化 汞的液相生长机理[

5 ? 6] 、 固态相变[

7 ] 、 分形动力学研 究问题, 进一步促进了晶体基础研究的发展. 文献 [

8 ] 用二甲基亚砜( DMS O) 作为有机溶剂进行溶液 法生长大块碘化汞单晶用于性能检测;

文献[ 9] 采 用十八( 碳) 烯作为溶剂进行纳米生长和形核机理 研究等问题;

文献[

1 0 ] 对于籽晶层生长均已朝向材 料应用和器件研发的方向发展, 尤其是近两年来悬 浮溶液法制备 H g I

2 纳 米颗 粒[ 9] 的成 功和 密枝 晶 形貌[

1 1 ] 的发现, 再次引发了 H g I

2 晶体结构和生长 机理的深入研究, 并为该领域 的深 入发展 拓展 了 空间. 针对溶液法生长α ? H g I

2 晶体具有其不可替代 的作用, 本文采用近平衡理论模型布拉维法则(Bravais?Friedel?Donnary?Harker,BFDH) 预测α ? H g I

2 晶体理论生长形貌;

设计了近平衡态生长工 艺, 以DM S O 为溶剂进行α ? H g I

2 晶体生长研究, 并对实际晶体形貌进行了分析讨论.

1 α ? H g I

2 晶体理论形貌预测 α ? H g I

2 晶体[

1 2 ] 属于四方晶系, 其点群为复四 方双锥4 / mmm, 其空间群为 P

4 2 / n m c (

1 3 7) , 晶体 基本结构为双分子单晶胞, 如图1所示, 其中= =4.

3 6 10?, =1 2.

4 5 00?, α= β= γ=9

0 ° , =4, =2

3 6.

7 8?

3 . 在α ? H g I

2 晶体中, H g原子四周围 绕着四个I配位原子, H g ? I距离2.

7 8 3?, 形成四 面体结构;

最近的两个I原子的距离是4.

1 4 27? ( 层间 非层内) ;

层间是由HgI4的顶点相连接组成, 4个Hg?I键围绕 H g原子相连接是由于s p

3 杂 化轨道的原理;

形成了具有一 定离 子性的 共价 键(离子性占1 0%) 的碘化汞晶体. 从基本结构看出 α ? H g I

2 晶体是原子间相互作用力是混合形, 同层之 间Hg-I键间以共价键结合, 层与层之间是以I ? I 范德华力的非键型作用结合的特殊结构类型. 图1 α ? H g I

2 晶体的晶胞模型 F i g .

1 U n i t ? c e l l o f α ? H g I 2c r y s t a l 根据BFDH 法则, 晶面形貌生长重要性(hkl) 与晶面间距( hkl) 的关系式为 h1k1l1>