Thermographic studies of doped Ge_0,4S_0,6 alloys and production of gradient structures on their basis

Abstract

електронної фізики Національної академії наук України вул. Університетська, 21, Ужгород, 88016 2 Ужгородський національний університет, вул. Підгірна, 46Термографічним методом аналізу досліджені системи Ge 0,4 S 0,6модифікатори (Pb, Al, Bi і Te). Показано, що при їх нагріванні із швидкістю 5 о /хв проходить взаємодія модифікаторів із сплавом Ge 0,4 S 0,6 з утворенням нових сполук або сплавів Ge 0,4 S 0,6 -модифікатори. Розроблені технологічні умови одержання неоднорідних градієнтних тонкоплівкових структур, досліджено морфологію їх росту та деякі фізичні властивості.На сучасному етапі розвитку тонкоплівкової технології особливо актуальним є одержання тонкоплівкових структур з наперед заданими властивостями. Одним із ефективних методів створення таких матеріалів є введення модифікаторів. Відомо [1], що кероване введення модифікаторів в кристалічні та склоподібні матеріали на протязі останнього часу активно використовується для вирішення багатьох актуальних завдань сучасної техніки. Саме ця обставина стимулює пошук модифікаторів, ефективно впливаючих на фізичні властивості халькогенідних матеріалів, вивчення взаємодії модифікаторів з матрицею і т.д.В зв'язку з цим, в даній роботі досліджена можливість взаємодії між сплавом Ge 0,4 S 0,6 (матриця) та модифікаторами різної природи (свинець, алюміній, вісмут і телур ) та їх вплив на технологічні умови одержання неоднорідних градієнтних структур.Відомо [2,3], що область склування в бінарній системі Ge -S залежить від складу і при його наближенні до складів GeS 2, GeS можливість склоутворення обмежується. Крім того, область склування в системі Ge -S суттєво залежить від режиму охолодження розплаву, причому різниця в жорсткості гартування визначає не тільки положення границі області склування, але і можливість одержання скла взагалі. Тому, для досліджень нами був вибраний сплав складу Ge 0,4 S 0,6, який згідно діаграми стану [4] знаходиться на межі кристалічної і склоподібної фаз. Передбачалося, що використання сплаву Ge 0,4 S 0,6 в залежності від умов синтезу, термічної обробки одержаного сплаву, введення модифікаторів різної природи дасть можливість одержання сплаву з різним фазовим складом.Синтез сплаву Ge 0,4 S 0,6 проводили в евакуйованих до залишкового тиску 1,5·10 -3 Па кварцових ампулах сплавленням розрахованих кількостей германію марки ГПЗ-1 та сірки марки ОСЧ 16-5, додатково очищеної від неорганічних та органічних домішок (бітумів ) по розробленій нами методиці [5]. Спочатку, проводили попередній синтез в полум'ї киснево-газового пальника, а потім в горизонтальній електропечі при постійному пермішуванні шихти. Після закінчення синтезу розплав гомогенізували на протязі 48 годин при температурі 973 К, а потім охолоджували в режимі виключеної печі, на повітрі та в холодній воді.Термографічні дослідження проводились на дериватографі системи Паулік-Ерделі-Паулік (МОМ) в інтервалі температур від кімнатної до 1273 К в три етапи: первинне нагрівання суміші сплаву Ge 0,4 S 0,6 з модифікатором із швидкістю 5 º/хв; охолодження одержанного сплаву із швидкістю ~ 4-6 º/хв і п...