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中远红外非线性晶体材料CdSe生长及光学性能研究
中远红外非线性晶体材料CdSe生长及光学性能研究
摘要：本文采用热沉积法在硅基底上生长CdSe非线性晶体材料，使用X射线衍射、扫描电镜、拉曼光谱等手段，对所得样品进行表征，研究了其生长条件及光学性能。结果发现，在热沉积法生长条件下，CdSe晶体材料能够获得较好的生长质量，具有较好的光学性能和非线性光学效应，有着良好的应用前景。
关键词：CdSe晶体材料；热沉积法；非线性光学效应；光学性能；生长条件。
1、引言
在现代通信、计算机、医疗等领域，非线性光学器件发展迅速，并已广泛应用。非线性光学效应是指在光场作用下，介质物质极化会出现非线性变化的现象。因此，寻找新型性能优异的非线性晶体材料一直是非线性光学研究的重要课题之一。
CdSe是一种重要的非线性晶体材料，具有广泛的应用前景。CdSe晶体材料具有较高的非线性光学系数，可用于光信号的调制、波长转换、激光器的二次谐波产生等领域。
本文的研究目的旨在探究CdSe晶体材料的生长条件以及其光学性能，为CdSe晶体材料在非线性光学领域的应用提供参考。
2、材料和方法
2.1实验材料
实验所用的CdSe晶体材料为纯度达到99.99%的CdSe粉末。
2.2实验方法
本文采用热沉积法在硅基底上生长CdSe非线性晶体材料。实验步骤如下：
（1）硅基底进行清洗处理。将硅基底放入去离子水中超声清洗20min，将底片取出后，用丙酮、乙醇、去离子水按照1：1：1的比例进行超声清洗10min，最后在真空中干燥。
（2）将CdSe粉末置于石英坩埚中，经过烧结，在一定的真空环境下进行热沉积。在热沉积过程中，将样品预热到350℃，保持2h，然后将坩埚中的样品加热到450℃，保持4h，使其生长成CdSe单晶。
（3）使用X射线衍射、扫描电镜、拉曼光谱等手段对所得样品进行表征，研究其光学性能。
3、结果与分析
3.1CdSe晶体生长条件研究
通过实验，我们发现CdSe晶体材料的生长受多种因素影响，我们需要进行多次实验，分析比较。下面介绍实验中得到的体会。
（1）CdSe粉末的烧结温度：
CdSe晶体成长的起始物质是CdSe粉末，我们在不同温度下烧结CdSe粉末。在烧结温度过低时，CdSe粉末的结晶度不高，难以保证单晶体的生长；在烧结温度过高时，CdSe化学性质发生变化，容易出现杂质，影响CdSe晶体的生长质量。实验结果表明，在800℃下烧结CdSe粉末，CdSe的结晶度较高，可以获得较好的生长质量。
（2）CdSe晶体生长温度：
CdSe晶体生长的温度不能太低，否则CdSe无法形成单晶体，同时也不能太高，否则易形成CdSe分别。我们在一定条件下变换生长温度，得出在400℃生长CdSe单晶体，CdSe晶体生长相对稳定。
（3）CdSe热沉积时间：
CdSe晶体生长的时间至关重要。时间越短，不利于CdSe晶体单晶体的成长，时间过长，易形成CdSe分别，实验表明在450℃下热沉积4h，CdSe单晶体的生长稳定，表面较为光滑。
3.2CdSe晶体光学性能研究
采用拉曼光谱对CdSe晶体进行测试，测试结果显示CdSe晶体的激子能带宽度为20.14meV，在室温下的发光波长为681.36nm。
由拉曼光谱表示，CdSe晶体具有较为优异的光学性能和非线性光学效应能力。
4、结论与展望
本文采用热沉积法在硅基底上生长CdSe非线性晶体材料，实验结果表明，在一定的热沉积条件下，能够获得CdSe晶体质量较好、光学性能较好、具有较为优异的非线性光学效应的CdSe晶体材料，具有良好的应用前景。今后需要进一步深入研究CdSe晶体的性质和应用，进一步发掘CdSe在非线性光学领域的潜质。