LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Хімічні науки → Ріст та структура неорганічних полімерних плівок на основі вуглецю та селену

зміщується в бік більших температур. Ці криві корелюють з кривими залежності параметрів структури плівок від Тп (мал.4).


Мал.4. Залежність параметрів структури

алмазних плівок від температури

Мал.5. Залежність швидкості росту

підкладинкики Тп при тиску пари 10,7кПа V алмазних плівок від температури

і 2%СН4: 1- розміру блоків мозаїки ; W підкладинки Тп для концентрації

2- величини мікродеформації ; 2%СН4 і 98%Н2 :1-при тиску парів

3- густини дислокацій г. 10,7кПа; 2- при тиску парів 21,3кПа.


У розділі 4 описані результати досліджень впливу тиску, температури підкладинки та концентрації СН4 на утворення алмазних плівок, здобутих на монокристалах (111) кремнію. На відміну від плівок, синтезованих на W підкладинках, на Si рентгенівським методом карбідів не виявлено.

Дослідження показали, що залежності швидкості росту V від тиску р мають вигляд графіків з максимумами росту Vmax при тиску пари 21,3кПа незалежно від концентрації CH4 та H2 та від температури підкладинки. В якості прикладу на мал.6 приведено залежність V=f(р) при концентрації 4% СН4.

Мал.6. Залежність швидкості росту алмазної плівки від тиску пари при 4%CH4: 1-для температури підкладинки 1073К; 2-для температури підкладинки 1173К; 3-для температури підкладинки 1273К.


Побудовано графік залежності максимальної швидкості росту Vmax (яка спостерігається при різних тисках пари під час синтезу) від температури підкладинки Тп для різного відсоткового складу СН4 і Н2 (мал.7). З цього малюнку видно, що залежність Vmax від Тп має вигляд тамманівської кривої. Ці графіки (1-3) подібні кривій J=f(Тп), здобутій X. Jiang та ін. методом MPCVD (крива 4).


Мал.7.Залежність найбільшої швидкості Vmax росту алмазної плівки від температури: 1 - при концентрації 2%СН 4+ 98%Н2; 2 - при 4%СН4 + 96%Н2; 3 - при 6%СН4 + 94%Н2; 4 - результати роботи для алмазних плівок, синтезованих X. Jiang методом MPCVD. Графік 4 показано у координатах Тп (зверху) та швидкість зародкоутворення J (праворуч).


Структурні характеристики алмазних плівок, отриманих при різних умовах синтезу, приведено в таблицях 1-3. Встановлено, що для цілого ряду плівок синтезованих на Si, залежності структурних характеристик від температури підкладинки (як і для плівок на W) описуються кривими з максимумами положення які залежать від тиску та складу пари під час синтезу. В якості прикладу на мал.8

приведено залежність ,, г від Тп для плівок d~10мкм, отриманих при р=21,3кПа та 2%CH4.


Мал.8.Залежність параметрів структури алмазних плівок від температури підкладинки Тп для тиску 21,3кПа та 2%СН4: 1- розміру блоків мозаїки ; 2- величини мікродеформації ; 3- густини дислокацій г.

Таблиця 1.

Структурні характеристики алмазних плівок, зрощених

при концентрації 2% СН4.


Тп, К p, кПа а,нм d, мкм Площинні відбиття , мкм *10-3 г*1014 м-2

(111) (220) (311)

1073 10,7 0,3564 5,8 100 78 74 0,069 0,51 4,84

1073 10,7 0,3563 9,5 100 46 53 0,077 0,67 5,69

1073 21,3 0,3563 5,1 100 53 40 0,055 0,62 7,38

1073 21,3 0,3562 9,4 100 94 67 0,065 0,81 8,16

1073 31,9 0,3564 6,0 100 67 - 0,051 0,45 5,78

1073 31,9 0,3563 9,5 76 100 85 0,079 0,71 5,88

1173 10,7 0,3564 6,3 100 51 43 0,065 0,30 3,03

1173 10,7 0,3563 9,9 100 76 42 0,078 0,98 8,23

1173 21,3 0,3563 6,3 55 100 17 0,957 1,21 8,27

1173 21,3 0,3564 10,4 95 100 47 0,114 1,47 8,51

1173 31,9 0,3563 4,7 100 46 - 0,107 0,55 3,37

1173 31,9 0,3564 11,4 100 65 59 0,042 2,00 31,2

1273 10,7 0,3564 5,8 100 55 43 0,079 0,79 6,54

1273 10,7 0,3561 9,4 100 67 44 0,069 0,85 8,06

1273 21,3 0,3558 4,6 100 68 - 0,127 1,15 5,93

1273 21,3 0,3564 9,9 100 36 40 0,096 1,06 7,23

1273 31,9 0,3557 4,0 100 78 - 0,099 0,99 6,54

1273 31,9 0,3561 9,0 100 39 36 0,079 1,14 9,45



Таблиця 2.

Структурні характеристики алмазних плівок, зрощених

при концентрації 4%СН4


Тп, К р,кПа a,нм d, мкм Площинні відбиття , мкм *10-3 г*1014 м-2

(111) (220) (311)

1073 5,3 0,3561 5,2 98 100 45 0,046 0,48 6,83

1073 10,7 0,3562 4,9 100 65 24 0,066 0,73 7,24

1073 21,3 0,3566 3,1 100 - - - - -

1073 31,9 0,3565 3,9 100 66 - 0,082 0,76 6,07

1173 5,3 0,3559 3,0 100 59 - 0,065 0,29 2,92

1173 10,7 0,3564 4,3 100 36 10 0,064 0,67 6,85

1173 21,3 0,3559 4,2 80 100 - 0,079 0,76 6,29

1173 31,9 0,3561 3,5 100 53 - 0,155 1,02 4,31

1273 5,3 0,3564 4,2 100 47 70 0,374 0,49 0,87

1273 10,7 0,3562 3,6 100 47 71 0,066 0,70 6,94

1273 21,3 0,3563 4,3 100 59 88 0,081 0,75 6,06

1273 31,9 0,3562 4,4 100 51 44 0,079 0,86 7,13

Таблиця 3.

Структурні характеристики алмазних плівок, зрощених

при концентрації 6%СН4


Тп, К р, кПа а, нм d, мкм Площинні відбиття мкм *10-3 г*1014 м-2

(111) (220) (311)

1073 5,3 0,3565 5,5 44 100 25 0,052 0,47 5,92

1073 10,7 0,3564 6,0 100 49 26 0,043 0,69 10,52

1073 21,3 0,3565 6,7 100 39 47 0,053 0,68 8,40

1073 31,9 0,3563 5,5 100 42 41 0,064 1,02 10,43

1173 5,3 0,3561 6,2 100 82 49 0,046 1,04 14,80

1173 10,7 0,3566 5,4 100 39 33 0,070 0,79 7,39

1173 21,3 0,3562 5,4 100 46 65 0,065 0,69 6,95

1173 31,9 0,3563 5,9 100 50 57 0,067 0,75 7,33

1273 5,3 0,3562 6,9 82 100 39 0,098 1,03 6,88

1273 10,7 0,3564 6,5 100 45 27 0,074 0,89 7,87

1273 21,3 0,3561 6,8 100 58 38 0,069 0,86 8,16

1273 31,9 0,3561 6,4 100 58 40 0,049 0,81 10,82


У розділі 5 описуються результати експериментальних досліджень впливу температури підкладинки Тп на швидкість зародкоутворення J і на параметри реальної структури зародків в плівках селену при їх напиленні. Температуру

змінювали від 303 до 433К через кожні 10К. Електронномікроскопічні та оптичні дослідження показали, що в залежності від Тп утворюються два типи плівок Se: аморфна та аморфно-кристалічна з різним ступенем кристалічності з. При цьому формуються кристаліти різного розміру та з різноманітною морфологією. Підрахунок числа N кристалітів та ступеню кристалічності з від часу ф показав, що залежність N від ф та з від ф описуються S- образними кривими при будь якій температурі Тп. Для області стаціонарності побудовані залежності швидкості зародкоутворення J від Тп (мал.9). Аналогічну залежність швидкості росту від температури підкладинки ми спостерігали і під час синтезу алмазу.

Мал.9. Залежність швидкості зародкоутворення J в плівках Se: 1-від температури підкладинки при кристалізації з пари; 2- від температури відпалювання при кристалізації з аморфного