11
NAXÇIVAN DÖVLƏT UNİVERSİTETİ. ELMİ ƏSƏRLƏR, 2016, № 3 (77)
NAKHCHIVAN STATE UNIVERSITY. SCIENTIFIC WORKS, 2016, № 3 (77)
НАХЧЫВАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ. НАУЧНЫЕ ТРУДЫ, 2016, № 3 (77)
FİZİKA
МУБАРИЗ НУРИЕВ
Hахчыванский Государственный Университет
УДК:548.74
КИНЕТИКА КРИСТАЛЛИЗАЦИИ АМОРФНЫХ ПЛЕНОК
CuIn(Ga)S
2
(Se
2
,Te
2
) , КОНДЕНСИРОВАННЫХ В УСЛОВИЯХ ВОЗДЕЙСТВИЯ
ВНЕШНЕГО ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ПОЛЯ
Açar sözlər: təbəqə, amorf, kinetika, kristallaşma, faza
Key words: films, amorphous, kinetics, crystallization, phase
Ключевые слова: пленок, аморф, кинетика, кристаллизация, фаз
В статье приводятся результаты исследований кинетики кристаллизации аморфных
пленок составов CuIn(Ga)S
2
(Se
2
,Te
2
), полученных в условиях воздействия внешнего
электрического поля напряженностью 1500 В/см
-1
.
Постоянные и переменные электрические поля существенно влияют на процессы
кристаллизации,
что
было
неоднократно
подтверждены
экспериментальными
исследованиями в работах [1, 2 ,3].
Одной из основных задач в выращивании пленок является создание физических
методов управления процессами канденсации. Наиболее ценными являются методы,
позволяющие регулировать стадию образования зародышей конденсируемой фазы.
Изменение интенсивностей начальной фазы связано с изменением количества этой
фазы, поскольку общее количество рассеивающего материала в объеме, который облучается,
остается неизменным: между ними существует прямая зависимость.
Согласно [4] локальной интенсивности дебаевского кольца, приходящаяся на малой
участок
равна:
P
L
d
V
I
I
hkl
hkl
hkl
4
2
2
2
0
, (1)
где
0
I
-интенсивность первичного электронного пучка
-длина электронной волны, Ф-
структурная амплитуда,
V -объем ЭЯ,
-облучаемый электронами объем,
-малый участок
дифракционного отражения, Р-фактор повторимости структурных амплитуд,
L -
калибировочная постоянная электронографа при данном ускоряющем напряжении.
Таким образом, отсюда видно, что, определив изменение интенсивности для того или
иного дифракционного отражения с индексами
hkl , можно найти изменения количества
закристаллизованного материала
hkl
I
V (2)
Наряду с другими методами в этом направлении успешно используются методы
воздействия электрическим полем. Известно, что эпитаксиальный рост тонких пленок
определяется образованием на самых ранних стадиях, трехмерных зародышей, которые
растут, и на более поздних стадиях осаждения сливаются в некоторые “ocтровки”,
коалесцирующие затем с образованием сплошной пленки. На процессы зародышеобразования и
роста пленок существенное влияние может оказать электрическое поле, приложенное в
12
процессе конденсации [1, 3]. В пленках, образующихся при кристаллизации во внешнем
электрическом поле, наблюдается повышение плотности осажденных частиц, ускорение
процесса кристаллизации, понижение температуры кристаллизации, улучшение структуры,
физических и других свойств полупроводник- полупроводниковых, полупроводник-
металлических, полупроводник- диэлектрических тонких слоев.
Таким образом, авторы вышеприведенных работ подтверждают, что такие физические
воздействия, как электрическое поле и ионизация конденсируемого пучка имеют
существенное значение как для практики выращивания пленок высокого совершенства, так и
кинетики фазовых превращений, претерпивающих в результате внешних воздействий,
включая и для изучения кинетики кристаллизации аморфных пленок, в которых наблюдается
увеличение скорости кристаллизации под влиянием электрического поля.
Исследование кинетики кристаллизации аморфных пленок CuIn(Ga)S
2
(Se
2
,Te
2
),
полученных при воздействии внешнего электрического поля, проводилось анологично
таковому для тонких слоев, полученных в обычных условиях, т.е. без воздействия поля.
В процессе кристаллизации наблюдались образование поликристаллических фаз с
тетрагональными решетками. На рис.1. приведена кинематическая электронограмма,
показывающая кристаллизацию CuGaS
2
при 448 К. Нижние диффузные линии относятся к
аморфной фазе, а резкие дифракционные отражения – к поликристаллической фазе.
Рис.1. Кинематическая электронограмма от CuGa S
2
Следует отметить, что аморфные фазы соединения CuGaTe
2
также как и CuInTe
2
в
отличие от других соединений группы А
1
В
3
С
6
2
[CuInS
2
(Se
2
), CuGaS
2
(Se
2
)],образующихся при
комнатной температуре, формируются только лишь на предварительно охлажденных до
температуры 223-213 К подложках, которыми служили свежесколотые монокристаллы
.
,
,
LiF
KCl
NaCl
Интенсивности дифракционных линий растущей фазы, соответствующей различным
моментам времени отжига, определялись микрофотометрически. ( Рис.2)