Modelización Numérica, Síntesis Monocristalina y Estudio de Propiedades del CdZnTe: Material Sensible a las Radiaciones X y ?. - Martínez Nagy, Ana María (2012)
El Cd1-yZnyTe [0=< y =<0,1] [CZT] es un semiconductor con aplicaciones como detector de radiación X y ? a temperatura ambiente y como sustrato para crecer HgCdTe. En esta Tesis se ha estudiado, experimentalmente y mediante simulación por computadora, el crecimiento de lingotes de CZT mediante la técnica de Bridgman con volúmenes monocristalinos extensos de elevada calidad cristalina. Se calcularon las propiedades fisicoquímicas del CZT en función de la temperatura usando métodos ab-initio. Las propiedades del CZT a 0 K, se calcularon usando los programas WIEN2k y SIESTA; y la variación de las propiedades del CdTe con la temperatura usando GIBBS2. Se destaca la excelente aproximación del band gap calculado al compararlo con los valores experimentales; se aprecia que a mayor contenido de Zn en el ternario mayor es el band gap. Propiedades del CdTe calculados en función de la temperatura fueron comparables a los reportados en la bibliografía y a los encontrados en el presente trabajo, esto permitirá cálculos posteriores del CZT en función de la temperatura y abordar la modelización del proceso de solidificación. En la modelización del proceso de solidificación del CZT, empleando el método de elementos finitos, se estudió la influencia de los parámetros del proceso; esto permitió efectuar un menor número de pruebas experimentales, implicando un menor costo y tiempo. Se obtuvo un modelo que permitió predecir la forma de la interfase en las aleaciones de CZT, que se relaciona con la calidad cristalina del material, para distintas velocidades de traslación de la cápsula. Estos resultados permitieron seleccionar los parámetros en los experimentos. Se crecieron lingotes de CdTe aleados con 2 y 5 porciento . De Zn de buena calidad cristalina a 1,66 mm/h (en general con dos granos, uno de mayor tamaño ocupando aproximadamente el 75 porciento de la superficie de la oblea), con un gradiente de solidificación en la interfase de 10 °C/cm y un sobrecalentamiento de 20 °C, que permitió reducir la concentración de precipitados e inclusiones de Te a un valor aceptable, con una notable homogeneidad en composición de Zn en obleas centrales de los lingotes y obteniéndose una transmitancia del 67 porciento en el rango del infrarrojo, superior al de las muestras comerciales analizadas.