由于CdZnTe（CZT）具有较高的平均原子序数和较大的禁带宽度，所以CZT探测器具有较大的吸收系数、较高的计数率，能在室温下工作，因而在医学、空间科学、机场、港口安检、核废料监测及其它核技术领域应用前景广阔。目前CZT探测器的广泛应用主要受到晶体性能、体积和成本等几方面的限制。因此发展新一代实用的CZT核探测器的关键还在于在CZT晶体研究上有所突破。本文从CZT晶体生长工艺的优化、掺In量对晶体性能的影响进行研究，利用改进的低压布里奇曼法，采用自主发明的双封套石英坩埚压缩坩埚中的自由空间以抑制由于Cd的蒸汽压较高造成的晶体中Cd空位和Te夹杂物密度较高的问题，初步达到了在掺In晶体中降低In掺杂量的目的，提高CZT晶体的性能，获得了适合探测器制作要求的高电阻率晶片。其主要内容和结论如下：1．优化了合成CZT多晶料的升温与降温速率，在多晶料的合成工艺中增加了摇摆工艺。对合成的多晶料进行XRD测试，没有发现Te和Zn的特征衍射峰，这说明多晶料合成比较完全，没有剩余未反应的Te或者Zn。对CZT晶体生长工艺中的生长温度、温度场的梯度、生长的速度等进行了优化改进。最终制备出的CZT晶体结构完整性好，结晶质量高，成分分布比较均匀，轴向Zn含量的最大偏差仅有2.4%，晶体利用率大于35%。2．设计了双封套石英坩埚来压缩合多晶料后的自由空间，以此来抑制CZT晶体在实际的生长过程中由于Cd组分的平衡蒸汽压较高而产生的Cd空位和富Te相等缺陷。生长了坩埚自由空间量分别占坩埚内总空间量的50%、25%、5%三种CZT晶体，研究发现：随着坩埚自由空间量的减小，CZT晶体的正电子平均寿命值从327.9ps降低到321.8ps，表明晶体的Cd组分的挥发受到抑制，晶体的Cd空位浓度及微结构缺陷减少。晶体中Te夹杂相密度从6.67×104cm-2降低到5.36×103cm-2，且Te夹杂相尺寸减小。晶体的红外透过率从42.5%升高到56%，电阻率由4.1106cm升高到5.2108cm，并且载流子(空穴)的迁移率升高到72.1cm2/Vs。这表明压缩坩埚中自由空间能够有效地降低了晶体中的Cd空位和富Te相（Te夹杂/沉淀）等缺陷的浓度，提高CZT晶体的性能。3．在压缩坩埚自由空间量为5%的条件下，探索掺In量与CdZnTe晶体性能之间的关系。发现：（1）当In掺杂量小于5×1016/cm3时，晶体呈现P型，随着In掺杂量的增大，净载流子浓度不断减小,电阻率不断增大。当In掺杂量约为5×1016/cm3时，晶体的导电类型由P型向N型转变；再继续增大In掺杂量，净载流子浓度不断增大而电阻率不断减小。并且In掺杂量的增加会降低晶体内的载流子迁移率。（2）正电子湮灭寿命谱测试表明，随着In掺杂量的增加，晶体内的Cd空位、空位团及微结构缺陷在减少。（3）随着In掺杂量的增大，Te夹杂相的密度及其尺寸有减小的微弱趋势，但晶体的红外透过率明显减小。（4）在压缩坩埚自由空间工艺下获得了CZT晶体生长的最佳In掺杂量，即当In掺杂量为5×1016cm-3时可以获得电阻率高达1.8×1010cm，载流子（电子）的迁移率则达到了187cm2/Vs CZT晶体。4．对比非压缩与压缩坩埚自由空间工艺生长的CZT:In晶体的电学性能发现：它们的电阻率、载流子浓度及其导电类型的变化规律相似。但是非压缩坩埚自由空间工艺下生长的CZT:In晶体的导电类型转变所需的掺In量在5.0×1017cm-3左右，而压缩坩埚自由空间工艺下生长的CZT:In晶体的导电类型转变所需的掺In量仅为5.0×1016cm-3左右，掺In量降低了一个数量级，而且压缩坩埚自由空间工艺下生长的CZT:In晶体的载流子迁移率也相对较高。由此可推断，通过压缩坩埚自由空间工艺可大幅度地降低CZT晶体内缺陷的补偿度，从而提高了CZT晶体的载流子迁移率。