Cd1-xZnxTe（CdZnTe或CZT，x≈0.1）探测器由于在室温下对10~100KeV的硬X和γ射线有高的空间和能量分辨率，以及高的探测效率，并且其探测系统简单且可集成度较高，因而在能谱测量和成像领域受到了高度重视。然而，由于CZT晶体生长过程中产生的缺陷繁杂，很难得到较大体积的探测器级的CZT单晶。要进一步提高晶体性能就必须先加深对缺陷的认识，在此基础上才能进行相应的后续处理以改善晶体性能。本文首先对CZT晶体中的二次相及其耦合缺陷进行了深入研究。其次，以大体积的探测器级CZT晶体材料改性为目标，进行了晶体后续退火处理的研究，通过引入不同气氛来调控晶体中的缺陷结构，研究不同结构缺陷对晶体光电性能的影响规律，实现对晶体缺陷和性能的精确控制。从夹杂相的形成机制和形貌特征分析入手，阐明了夹杂相三维形貌及其诱导缺陷花样。Te夹杂相的形貌可以由十四面体模型来描述，发现了Te夹杂相的形貌演变过程，进而探讨了十四面体模型对II-VI族碲化物晶体的普适性。Te夹杂相的实际平衡形貌为{111}B面组成的正四面体。其次，利用缺陷选择性腐蚀技术确认了在Te夹杂相周围存在六角星形的位错富集区域。经过分析，认为该位错式样在空间上局限于以夹杂相为中心的星状八面体中。通过FIB的lift-out技术对Te夹杂相周围的位错富集区域进行了原位制样和TEM观察，发现存在大量的扩展位错、层错偶极子、层错四面体以及沉淀相等缺陷，并分析了其形成机制。经过低温SEM-CL分析得出，在位错运动过程中，位错会与晶体中的本征点缺陷发生交互作用，导致位错周围本征深能级缺陷（Te反位）的形成。最后，得出了晶体生长条件（冷却速率）和熔体化学计量比对晶体中夹杂相形态和诱导缺陷的影响规律。为了改善晶体的结构均匀性，设计了不同条件下的梯度退火工艺，统计对比了退火前后晶体中夹杂相的组态变化，阐明了夹杂相的迁移行为，并最终找到了去除厚度为5mm的晶片中夹杂相的有效工艺。首先建立了简单的一维方向上的液滴热迁移模型，并据此设计了Cd/Zn和Te气氛下梯度退火条件。Cd/Zn气氛下所选用的温度区间为650~750C，退火时间为120~300h，温度梯度为5~8K/cm。其次，根据夹杂相去除效率η的大小，可以把退火结果总结成三类。在排除不充分退火条件（退火时间和温度）的影响之后，发现Te夹杂相的去除效率η总是大于70%，但其平均值限于85%。在夹杂相迁移过程中，发现尺寸效应和孔洞效应都会对其热迁移过程，乃至去除效率产生影响。总结了Cd/Zn和Te气氛下梯度退火CZT晶体的光电特性的变化，最后，分析了晶体中体位错和夹杂相诱导位错、Te沉淀相等微结构缺陷在退火前后的组态变化。为了进一步改善晶体的光电和探测性能，针对不同状态的晶体，设计了不同的Te气氛和混合气氛(Te和H2混合气氛)恒温退火条件,主要研究了退火前后晶体的光电性能和输运性能的变化,并找到了针对生长态低阻晶体的最佳退火工艺。针对去除夹杂相后的低阻晶体,PL测试表明,退火后晶体中空位型缺陷复合体的相对浓度增加。退火后晶体的电阻率提高至7.1×109Ω·cm。但其对241Am@59.5KeV的γ射线的能量分辨率相比退火前变差,主要是由于退火后晶体中的位错增殖,尤其是在原夹杂相的位置上的增殖造成的。针对生长态中高阻晶体,可以通过Te气氛下退火来进一步提高其电阻率。电阻率的提高可以减小探测器工作时漏电流引起的噪声,从而可以达到更高的能量分辨率。针对生长态低阻晶体,本文选用了5个不同的在富Cd条件下采用熔体法生长的CZT晶锭进行了退火。退火所选用的温度区间为300-600。C,退火时间为10～300h,研究了退火后晶体的光电性能,夹杂相状态以及探测性能的变化。对于某一批次退火后晶片,当所加偏压在350V至500V之间,制成的CZT平面探测器对241Am@59.5KeV的γ射线的能量分辨率在5.42%至5.90%之间,电子的μ旌0.83x10-3至1.12x10-3cm2/V之间。另外,设计并制备了混合气氛退火处理装置。在HT3和HT1退火后,晶体的输运性能都有所改善,但晶体经过HT1退火后改善更为明显,其电子的μ对曾幅接近90%。最后,进行了Φ60mm生长态圆片的退火,在此过程中设计并制备了退火专用坩埚以及坩埚封接接口等必需装置,退火后晶体的电阻率达到3.3x108Ω·cm。本文进一步分析讨论了Cd和Te气氛下退火过程中点缺陷变化的动力学过程。根据富Cd侧的缺陷化学平衡,通过EBIC实验,计算得出在640℃时Cd,缺陷在掺In的CZT中的扩散系数在(0.50～1.33)x10-7cm2/s之间。由于退火过程中Cdi原子的扩散,晶体中的点缺陷结构会由空位型缺陷占主导向间隙型缺陷占主导演变,通过PL观察也验证了该观点。据此总结了在Cd气氛下退火时,CZT晶体中电离缺陷能级的变化规律。根据富Te侧的缺陷化学平衡,在退火过程中由于Vcd的扩散,使晶体中未被补偿的D(InCd),与Vcd作用形成空位复合体缺陷,如[Vcd-Incd]和[Vcd-2Incd]等。针对生长态低阻晶体,在经过10～200h退火后,电阻率变化与Te气氛下的Vcd的化学扩散过程十分一致,表明晶体中深能级Tecd相关缺陷的形成与Vcd密切相关。通过300-500。C退火发现,400℃左右为晶体中Tecd缺陷的形成温度。对退火后的高阻CZT晶体,发现其室温附近暗电流的热激活能约为0.78eV,与+／++的Tecd的能级位置十分接近。据此总结了在Te气氛下退火时,CZT晶体中电离缺陷能级的变化规律。最后,分析了退火前后晶体中的间隙和空位型缺陷对红外透过率曲线和PL光谱的影响规律。