一、引言

自年发表碘化汞用作室温半导体核辐射探测器〕以来,这种材料的制备和应用都取得了很大进展。碘化汞完全不同于充分研究的窄带隙元素半导体和。,也不同于二元闪锌矿型化合物半导体和。它是一种高宽带隙半导体材料,具有优良的电子输运特性,最有希望选为低噪声,室温射线和,射线探测器川,以及碘化汞光电探测器与闪烁器联合构成一种新颖的辐射探测器川。

碘化汞晶体中的杂质,物理和化学缺陷对其电荷运输性质的影响反映很灵敏。因此,除控制杂质的性质和晶体的化学配比外,晶体生长条件应愈稳定愈好。约℃工下,碘化汞经可逆相变,从红色四方结构一碘化汞到黄色正交结构刀一碘化汞。新近发现一碘化汞的高温相—红色产碘化汞相的存在,它只是在熔点以下几度才稳定。黄色相转变成‘碘化汞相的转变温度是它的范围是从到℃。从到温度范围使晶体在冰水中淬火,而末经刀相阶段可得到碘化汞单晶阁。为了得到制作核辐射探测器质量的碘化汞,文献报道了很多碘化汞提纯和一碘汞单晶生长的方法。可归为三类溶液生长,汽相生长,熔体生长.

二、碘化汞提纯

为了能得到优质一碘化汞单晶,无论是用高纯原料合成的碘化汞或是化学纯的碘化汞试剂作起始原料,都要进行提纯,而且通常选用后者。提纯方法有氯化氢清洗,区熔,有聚乙烯情况下的汽相输运,电解,重结晶和升华。沸腾的氯化氢部分地溶解和,但产生杂质氯。在用其它方法清除某些杂质困难时,可用区熔提纯困,但总只把它作为最后的一种提纯方法。在有的聚乙烯情况下,有机物在结晶过程中起纯化剂的作用,使碘化汞经汽相输运而被提纯帅。

由于碘化汞在二甲亚枫一甲醇溶液中的溶解度大,电解可分离溶于溶液中的杂质。电解虽是提纯碘化汞的一种有效方法,但除去随碘有机碘化物而引入的有机杂质的效力却很低。描述了溶液中的重结晶提纯。在两区域石英反应器中,从二甲亚枫一甲醇溶液中进行重结晶。在反应器下半部,℃下碘化汞溶解,而在上半部的冷凝壁上重结晶。经多次重结晶,能除去所有可溶于溶液中的杂质。但对不容易溶于溶液中的,和有机碘化物,提纯效果差。当和与构成固溶体时,除去它们是困难的。然而,重结晶特别有利于除去其它杂质与碘化汞构成的混合化合物和低共熔混合物。升华是普遍用来提纯碘化汞的一种十分有效的方法。重复升华是在一托封闭派热克斯玻璃管中或连续抽气下完成的,把装有原料的玻璃管放入卧式两区域炉中,升华区在一℃间变化,冷凝结晶区在一℃间变化。

每次升华后,炉子沿玻璃管平移,末升华的杂质留在管子的封闭端。目前的升华循环次数通常为到次。重复升华能除去大量无机杂质,但大多数杂质与碘化汞构成复杂的碘化物。不同来源的碘化汞经火花质谱分析表明,还含有碳氢化合物,经升华难以除去它们。因此,把升华温度提高到℃并使碘化汞蒸汽过热到℃,在立式两区域石英蒸馏器中进行提纯阁。由于℃下的蒸馏更有利于分离杂质与碘化汞的合成物和增加大量有机杂质的分解,因而这时的蒸馏是比较低温度下的升华更为有效的提纯方法.。每一类又有多种不同的方法.