本发明涉及znte晶体技术领域，具体为一种维持znte晶体稳定性的方法。
背景技术：
znte是一种具有优异光电性能的ⅱ-ⅵ化合物半导体,广泛应用于太赫兹(thz)电磁波辐射与探测、纯绿光发光二极管(led)、激光二极管(ld)以及太阳能电池等领域,但目前大尺寸高质量znte体单晶的制备技术并不成熟。znte晶体生长过程中的热力学和动力学因素是影响晶体结构缺陷的关键。目前关于熔体法生长znte体单晶的研究较多。1964年研究人员首次采用高压bridgman法制备出p型znte晶体。但由于裂纹、孔洞和晶界等宏观结构缺陷的存在，使得该方法生长出来的晶体利用率较低。导致可以定向切割出的单晶尺寸小，限制了器件的大规模应用。2002年日本佐贺大学asahi等通过使用液封技术的直拉法和垂直梯度凝固法分别制备出直径80mm的znte晶体。虽然采用b2o3液封技术一定程度抑制了zn元素的挥发，但由于晶体生长温度过高，导致生长态znte晶体中本征点缺陷浓度和位错密度较高。
近年来，研究人员开发出碲自助熔剂(以下简称te熔剂)技术生长znte晶体，可以有效降低晶体的生长温度，并且可以减少高温条件下从石英坩埚中扩散的杂质。2014年日本新日矿业公司采用te熔剂技术改进的vgf法生长出znte晶体。但采用te熔剂法进行znte晶体生长的一个显著的特点是：随着晶体生长的进行，熔体成分不断变化导致溶质的析出温度和析出速率在不断变化，进而造成液/固界面的推进速率及形态不稳定，为此我们提出一种维持znte晶体稳定性的方法用于解决上述问题。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种维持znte晶体稳定性的方法，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种维持znte晶体稳定性的方法，包括如下步骤：
s1、晶体生长
采用te熔剂-tgsm技术生长znte电光晶体，通过优化acrt参数获得大尺寸znte单晶；
s2、zn空位的补偿与晶体稳定性关系
对生长态晶体中的结构缺陷进行表征，主要探索掺杂对zn空位的补偿原理和效率，揭示富te相及其诱导缺陷的交互作用机制及演变规律；
s3、退火管清洗
选取石英材质的退火管和支架，将退火管和支架进行清洗并烘干备用；
s4、放置晶体和退火源
选取zn粒作为退火源，将znte晶体插在石英支架上固定于石英管内的一端，退火源金属zn粒装入退火管的另一端，将退火管内抽成真空，然后熔封退火管；
s5、退火改性
将退火管装入两段式退火炉，使得znte晶体位于上方，退火源位于下方，退火炉升温，使得znte晶体在zn蒸汽氛围中进行退火；
s6、晶体表面处理
退火后，取出退火管，将znte晶体取出，去除晶体的损伤层，并对晶体表面进行打磨抛光，并进行清洗，甩干。
优选的，步骤s1中，所述晶体生长中te和zn熔体位于坩埚内并位于摇摆炉内合成，合成时水平摇摆炉上下摇摆，改善熔体的对流，优化溶质的分布，维持平界面生长并减少富te相被俘获的几率，获得大尺寸、低缺陷密度znte单晶。
优选的，步骤s2中，对生长态晶体中的结构缺陷进行表征，结合晶体学原理和缺陷化学分析方法，实现对缺陷间相互转化过程的热力学与动力学描述。
优选的，步骤s3中，所述退火管和支架在丙酮溶液中浸泡24～48h，消除附着在退火管上的有机杂质，然后用去离子水冲洗掉残留的丙酮溶液，再用体积比为3:1的浓盐酸和浓硝酸混合溶液中浸泡24～48h，洗去退火管表面附着的金属离子，取出后使用去离子水反复清洗干净，最后放在100～120℃的真空干燥箱内烘干2～4h。
优选的，步骤s4中，所述退火源为7n的高纯锌粒，晶体质量与锌棒质量为2∶1，退火管内真空度大于3～8×10-5pa，采用氢氧焰对退火管进行熔封。
优选的，步骤s5中，所述退火炉为两段式退火炉，晶体和退火源分别位于退火炉的两个温区，以50～60℃/h的速率将两段式退火炉的两端分别升温到550～600℃、700～750℃，晶体位置处的退火温度依次为600，620，640，660，680℃，退火源处温度为725～715℃，保温50～150h，退火结束后，以50～100℃/h的速率降至室温后取出晶体。
优选的，步骤s6中，所述晶体抛光后采用有丙酮并结合超声波对晶进行清洗，并用去离子水冲洗干净，甩干。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、采用acrt技术和梯度变化的温场，有利于改善熔体的对流，优化溶质的分布，维持平界面生长并减少液/固界面处富te液滴被俘获的几率，生长大尺寸、低缺陷密度znte单晶；
2、结合晶体学原理和缺陷化学分析方法，实现对缺陷间相互转化过程的热力学与动力学描述，有利于指导znte晶体生长和退火改性，实现对材料中微米级富te相及诱导缺陷的调控，为获得高光学品质的电光晶体奠定理论基础；
3、优化退火工艺消除znte晶体中微米尺度的te夹杂，并实现对其电活性缺陷的调控，提高稳定性，提高晶体的电学和光学性能；
4、通过长时间的zn气氛退火减少了znte晶体中te夹杂的密度，同时降低了晶体中的zn空位浓度，表现为晶体pl谱中由zn空位导致的v-line发光峰在退火后强度明显减弱，精确控制富te相的迁移轨迹同时尽可能消除诱导缺陷的形成。
具体实施方式
下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供一种技术方案：一种维持znte晶体稳定性的方法，包括如下步骤：
s1、晶体生长
采用te熔剂-tgsm技术生长znte电光晶体，通过优化acrt参数获得大尺寸znte单晶，晶体生长中te和zn熔体位于坩埚内并位于摇摆炉内合成，合成时水平摇摆炉上下摇摆，改善熔体的对流，优化溶质的分布，维持平界面生长并减少富te相被俘获的几率，获得大尺寸、低缺陷密度znte单晶；
s2、zn空位的补偿与晶体稳定性关系
对生长态晶体中的结构缺陷进行表征，主要探索掺杂对zn空位的补偿原理和效率，揭示富te相及其诱导缺陷的交互作用机制及演变规律，对生长态晶体中的结构缺陷进行表征，结合晶体学原理和缺陷化学分析方法，实现对缺陷间相互转化过程的热力学与动力学描述，有利于指导znte晶体生长和退火改性，实现对材料中微米级富te相及诱导缺陷的调控，为获得高光学品质的电光晶体奠定理论基础
s3、退火管清洗
选取石英材质的退火管和支架，退火管和支架在丙酮溶液中浸泡24～48h，消除附着在退火管上的有机杂质，然后用去离子水冲洗掉残留的丙酮溶液，再用体积比为3:1的浓盐酸和浓硝酸混合溶液中浸泡24～48h，洗去退火管表面附着的金属离子，取出后使用去离子水反复清洗干净，最后放在100～120℃的真空干燥箱内烘干2～4h，备用；
s4、放置晶体和退火源
选取zn粒作为退火源，将znte晶体插在石英支架上固定于石英管内的一端，退火源金属zn粒装入退火管的另一端，将退火管内抽成真空，然后熔封退火管；
s5、退火改性
将退火管装入两段式退火炉，使得znte晶体位于上方，退火源位于下方，退火炉升温，使得znte晶体在zn蒸汽氛围中进行退火；
s6、晶体表面处理
退火后，取出退火管，将znte晶体取出，去除晶体的损伤层，并对晶体表面进行打磨抛光，并进行清洗，甩干。
退火源为7n的高纯锌粒，晶体质量与锌棒质量为2∶1，退火管内真空度大于3～8×10-5pa，采用氢氧焰对退火管进行熔封。
步骤s5中，退火炉为两段式退火炉，晶体和退火源分别位于退火炉的两个温区，以50～60℃/h的速率将两段式退火炉的两端分别升温到550～600℃、700～750℃，晶体位置处的退火温度依次为600，620，640，660，680℃，退火源处温度为725～715℃，保温50～150h，退火结束后，以50～100℃/h的速率降至室温后取出晶体。
优化退火工艺可以消除znte晶体中微米尺度的te夹杂，并实现对其电活性缺陷的调控，从而提高晶体的电学和光学性能，通过长时间的zn气氛退火减少了znte晶体中te夹杂的密度，同时降低了晶体中的zn空位浓度，表现为晶体pl谱中由zn空位导致的v-line发光峰在退火后强度明显减弱，精确控制富te相的迁移轨迹同时尽可能消除诱导缺陷的形成。
步骤s6中，晶体抛光后采用有丙酮并结合超声波对晶进行清洗，并用去离子水冲洗干净，甩干。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。