3.2 Фазовий склад  та текстура конденсатів

 

 

Дифрактограми від плівок CdTe нанесених при різних Тs, представлені на рис. 3.6.  На дифрактограмах, як правило, фіксувалися рефлекси на кутах 2q = 23,80; 39,30; 46,40; 62,40 і т. ін. від кубічної фази. У ряді випадків спостерігалися також слабкі надструктурні лінії (200) та (222). При цьому домінуючими за інтенсивністю у більшості випадків є піки (111), що свідчить про наявність у плівках яскраво вираженої текстури росту [111].

 

У плівках, одержаних при температурах менших ніж 473 - 523 К наряду з стабільною сфалеритною модифікацією фіксується присутність метастабільної вюрцитної фази. Як правило на дифрактограмах (рис.3.1 б) спостерігається лінія (101)г  на кутах 2q =24,80-25,20 з інтенсивністю меншою ніж 1%. У ряді випадків фіксувалися також рефлекси від гексагональної фази на кутах 22,20-22,30 - (100)г та 42,80-42,90 - (103)г з ще меншою інтенсивністю (рис. 3.6 б). Таким чином, присутність малої концентрації (2-3%) метастабільної гексагональної фази у низькотемпературних конденсатах CdTe не викликає сумніву.

Дані рентгендифрактометричних досліджень плівок твердого розчину наведені на рис. 3.7. В низькотемпературних конденсатах Cd1-xMnxTe, як і у плівках чистого CdTe, фіксується присутність слідів гексагональної фази. При цьому температури підкладки при яких плівки є двофазними є вищими ніж ніж при конденсації шарів СdTe. Це свідчить про те що присутність марганцю у плівках стабілізує вюрцитну фазу. Високотемпературні шари Cd1-xMnxTe мають однофазну структуру стійкої кристалічної модифікації. Це дозволяє використовувати їх у приладах з високою часовою стабільністю.

 

шарів CdTe є дуже високою при низьких та досить високих температурах підкладки (крива 1). У плівках, отриманих при проміжних температурах, домінуюча текстура росту виражена більш слабко. У цій області в конденсатах збільшується кількість кристалітів орієнтованих різноманітним чином, що іноді навіть приводить до зміни типової текстури росту на іншу.

            Зменшення текстурованості шарів халькогенідів в області проміжних температур підкладки скоріше за все обумовлене зміною механізму росту конденсатів від пошарового до стовпчастого, описаного раніше. Крім цього нами було встановлено, що якість текстури росту [111] у кубічних шарах також дещо погіршується в умовах росту близьких до термодинамічно рівноважних.

Текстурованість плівок Cd1-xMnxTe була суттєво гіршою ніж плівок CdTe (рис. 3.9, крива 2).

Залежність періоду гратки CdTe, отриманого методом Нельсона – Рілі, від температури підкладки представлена на рис. 3.10. Для співставлення на цьому ж рисунку наведені також довідникові дані для масивних монокристалів. Як видно з рис. 3.10. залежність а від Ts має вигляд плавної кривої з максимумом посередині. При низьких температурах конденсації (Ts=500-550 K) період ґратки шарів CdTe практично не відрізняється від періоду відпаленої шихти, з якої конденсувалися плівки.

            При зростанні Ts спостерігається збільшення сталої ґратки CdTe від a=0,64821 нм до a=0,64847 нм. Максимальне значення а матеріала відповідає температурі підкладки Ts ~650 K. Подальше збільшення Ts до 773–823 K призводить до більш швидкого зменшення періоду до значень а=0,64792 нм. Співставлення експериментально визначених значень а з літературними даними свідчить про те, що у інтервалі Ts=500–600 K, Ts=750–800 K плівки CdTe мали період ґратки, який співпадає зі значеннями, характерними для масивних монокристалів стехіометричного складу (а =0,64818 нм [28]).

            Період гратки плівок Cd1-xMnxTe був більший ніж у чистого CdTe (рис.3.10) і складав а=0,64840-0,64893 нм, хоча добре відомо що введення Mn

у кристалічну гратку матеріала за механізмом заміщення Cd приводить до зменшення а [15]. Отримані результати можна пояснити або впровадженням атомів марганцю у міжвузля кристалічної гратки матеріалу, або суттєвим відхиленням складу плівок від стехіометричного.