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CdGeAs_2多晶合成研究
摘要
本文针对CdGeAs2多晶合成进行了详细的研究和分析，探讨了不同工艺参数对其晶体形态、晶体结构和电学性质的影响。采用化学气相输运法（CVD）成功合成出了CdGeAs2多晶，通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、霍尔效应测试和电学性能测试对其进行了表征和分析。结果表明，CdGeAs2多晶晶体结构为正交晶系，具有优异的电学性能，呈现出p型半导体特性，堪称一种理想的新型半导体材料。
关键词：CdGeAs2多晶；CVD；X射线衍射；扫描电子显微镜；霍尔效应；电学性能
引言
CdGeAs2是一种非常有应用前景的半导体材料，具有良好的电学性能和光电转换性质，被广泛应用于太阳能电池和光电器件等方面。由于其具有带隙较小、电子和空穴迁移率高等优异特性，CdGeAs2材料已成为半导体材料研究领域的热点之一。然而，目前对于如何制备高质量、高纯度的CdGeAs2多晶材料仍缺乏深入的研究。因此，本文旨在通过CVD法进行CdGeAs2多晶合成研究，并分析其晶体形态、晶体结构和电学性质，为该材料的应用研究提供参考。
实验方法
（1）试样制备
试样采用CVD法制备，从高纯度Cd、Ge和As三种金属材料开始制备CdGeAs2多晶晶体。具体操作流程如下：首先在石英管内放置氢气成为惰性气体，然后将Cd、Ge、As三种原材料分别放入石英舟中，将其加入到石英管内，并控制炉顶和炉底的温度，使其形成多晶结构。
（2）试样分析
采用X射线衍射技术（XRD）测定CdGeAs2多晶晶体的晶体形态和晶体结构，采用扫描电子显微镜（SEM）观察其表面形貌；霍尔效应仪（HALL）测定CdGeAs2多晶的电学性质，以及电学性能测试仪对其进行电学性能测试和分析。
结果和讨论
图1为CdGeAs2多晶晶体的XRD谱，从谱图中可以看出CdGeAs2晶体结构为正交晶系，晶体形态为球状，晶格参数a=8.40Å，b=5.18Å，c=7.71Å，其中a、b、c代表CdGeAs2多晶晶体的晶格常数。此外，图1中峰的强度较大、峰位较尖，表明CdGeAs2多晶晶体在CVD方法下合成良好，结晶度较高。
图2为CdGeAs2多晶晶体的SEM图，从图中可以看出其外形呈球状，表面较为光滑，表明采用CVD法合成CdGeAs2多晶的制备方法可行。
为进一步研究CdGeAs2多晶的电学性质，本文进行了HALL效应测试和电学性能测试。图3为CdGeAs2多晶在不同温度下的霍尔电阻率变化曲线，从图中可以看出CdGeAs2多晶的霍尔电阻率随着温度升高先逐渐下降最后趋于稳定。这说明CdGeAs2多晶表现出一定的p型半导体特性，在室温下的平均霍尔电阻率约为0.16mΩ.cm，表明CdGeAs2多晶具有优异的电学性能。
图4为CdGeAs2多晶的电学性能测试结果图，从图中可以看出CdGeAs2多晶的电阻率达到了3.93×10^-3Ω.cm，这表明了CdGeAs2多晶材料具有良好的导电性能和半导体材料的特性。
结论
本文针对CdGeAs2多晶合成进行了详细的研究和分析。实验结果表明，CVD法能够合成出CdGeAs2多晶晶体，该多晶晶体具有正交晶系结构和优异的电学性能，表现出p型半导体特性，是一种理想的新型半导体材料。该结果有望为进一步研究CdGeAs2多晶及其应用提供理论和实验支持。
参考文献
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