减少ZnGeP2晶体1~2.5 μm光学吸收的研究

人工晶体学报 ›› 2021, Vol. 50 ›› Issue (1): 20-24.

减少ZnGeP₂晶体1~2.5 μm光学吸收的研究

赵鑫^1,2, 谢华¹, 方声浩^1,2, 庄巍¹, 叶宁¹

1.中国科学院福建物质结构研究所,福州 350002;
2.中国科学院大学,北京 100049

收稿日期:2020-11-26 出版日期:2021-01-15 发布日期:2021-03-01
通信作者: 叶宁,博士,研究员。E-mail: nye@fjirsm.ac.cn
作者简介:赵鑫(1996—),男,贵州省人,硕士研究生。E-mail:zhaoxin@fjirsm.ac.cn
基金资助:
国家自然科学基金重大项目(51890862)

Reducing Optical Absorption of ZnGeP₂ Crystal in 1~2.5 μm

ZHAO Xin^1,2, XIE Hua¹, FANG Shenghao^1,2, ZHUANG Wei¹, YE Ning¹

1. Fujian Institute of Research on the Structure of Matter, Chinese Academy of Sciences, Fuzhou 350002, China;
2. University of the Chinese Academy of Sciences, Beijing 100049, China

Received:2020-11-26 Online:2021-01-15 Published:2021-03-01

摘要/Abstract

摘要： ZnGeP₂晶体在1~2.5 μm有几个吸收峰,此波段的吸收峰主要是由于点缺陷V_P、Ge_Zn和V_Zn引起的,这些光学吸收严重影响ZnGeP₂晶体在光参量振荡器中的应用性能。针对ZnGeP₂在此波段的光学吸收,基于电子-原子核散射理论,通过理论计算模拟电子辐照来寻找合适的辐照条件,对布里奇曼法生长出的ZnGeP₂单晶分别进行退火热处理和电子辐照处理,并采用红外光谱仪和综合物理性能测量系统测试不同条件下ZnGeP₂晶体的红外吸收光谱、霍尔系数和载流子浓度。结果表明退火热处理能有效减少ZnGeP₂晶体在1.2 μm和1.4 μm附近的光学吸收,而电子辐照处理有利于减少ZnGeP₂晶体在2.0 μm附近的光学吸收,实验结果与计算结果一致。

关键词: ZnGeP₂, 点缺陷, 布里奇曼法, 红外吸收, 霍尔效应

Abstract: ZnGeP₂ crystal has several absorption peaks in 1 μm to 2.5 μm, which are mainly caused by point defect V_P, Ge_Zn and V_Zn. These optical absorption seriously affect the applied performance in optical parametric oscillator. Therefore, theoretical calculation of electron irradiation based on the electron-nucleus scattering theory were executed to understand the effective experiment condition. The ZnGeP₂ single crystal was grown by Bridgman method, then the infrared absorption spectrum, Hall coefficient and carrier concentration of as grown ZnGeP₂, annealed ZnGeP₂ and irradiated ZnGeP₂ were tested by infrared spectrometer and physical performance mearsurement system. The results show that annealed treatment can effectively reduce the optical absorption of ZnGeP₂ crystal near 1.2 μm and 1.4 μm, while electron irradiation treatment is beneficial to reduce the optical absorption of ZnGeP₂ crystal near 2.0 μm, which is consistent with the calculated results.

Key words: ZnGeP₂, point defect, Bridgman method, IR absorption spectrum, Hall effect

中图分类号:

O734
TN752

赵鑫, 谢华, 方声浩, 庄巍, 叶宁. 减少ZnGeP₂晶体1~2.5 μm光学吸收的研究[J]. 人工晶体学报, 2021, 50(1): 20-24.

ZHAO Xin, XIE Hua, FANG Shenghao, ZHUANG Wei, YE Ning. Reducing Optical Absorption of ZnGeP₂ Crystal in 1~2.5 μm[J]. Journal of Synthetic Crystals, 2021, 50(1): 20-24.

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减少ZnGeP₂晶体1~2.5 μm光学吸收的研究

Reducing Optical Absorption of ZnGeP₂ Crystal in 1~2.5 μm

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