Розділ IV. Експериментальна частина

4.1. Технологія напилення плівок ZnGa2Sе4 з домішками Ge

Відомі в літературі методи вводу домішок в склад конденсатів забезпечують або дискретну концентрацію домішок в складі плівки, або дозволяють вводити домішку заданої концентрації змінну по товщині плівки [4].

В даній роботі забезпечувалось напилення плівок змінного складу по площині підкладки. Схема методу представлена на Рис.9.

Рис. 9. Схема методу нанесення плівок сполуки ZnGa₂Sе₄

З домішками Ge

1-3 елементи вакуумної камери; 4-осаджувана плівка;

5-Підкладка; 6- нагрівник підкладки; 7- випаровувачі; 8- заслонка.

Суть методу полягає в тому, що напилення плівок здійснюють з двох випаровувачів одночасно, причому в одному розміщено сполуку ZnGa₂Sе₄ з максимальною концентрацією домішки, а в іншому - чистої сполуки ZnGa₂Sе_4. Концентрація домішки змінюється в залежності від віддалі підкладки від випаровувача.

Цей метод є по суті модифікацією методу трьох температур Гюнтера [5].

Плівки ZnGa₂Sе₄ з домішками Ge наносилися на кварцеві підкладки.

4.2.Методика досліджень конденсатів ZnGa2Sе4

Оптичні параметри конденсатів ZnGa₂Sе₄ досліджувались на спектрофотометрі СФ-26 в спектральному діапазоні 200-1200нм.

Схема досліджень приведена на Рис.10.

Рис 10.Оптична схема спектрофотометру СФ-4:1-джерело світла; 2,3 – вхідна і вихідна щілини монохроматора; 4-

Дисперсійний елемент; 5- зразок; 6-фотоприймач.

Розрахунок оптичних параметрів плівок (показника заломлення, товщини плівок та ширини забороненої зони плівок) здійснено в області прозорості по методиці приведеній в роботі.

Обробка результатів досліджень плівок СdGa₂Se₄ напилених на кварцеві підкладки здійснювалось прямим методом на основі даних вимірювань коефіцієнта пропускання . Дана методика використовується при умові коли к²<<n². Цей метод базується на побудові огинаючих функцій Т_max і Т _min які вважаються неперервними функціями довжини хвилі λ. Тоді

n= [N+ (N²-n_s² )^1/2 ]^1/2,

де N= (1+ n_s²)/2+2 n_s(Т_max - Т _min)/ Т_max Т _min,

Товщина плівок знаходиться з двох сусідніх максимумів або двох мінімумів по формулі

d= Mλ₁ λ₁λ₂ [n(λ₁) λ₂- n(λ₂) λ₁],

де М-число осциляцій між двома екстремумами відповідаючими λ₁ і λ₂ .

Якщо визначені величини n і d то можна екстраполювати n в область більшого поглинання і визначити величину к, де α=4πк/λ.

Похибка методу складає 4-5%.

Коефіцієнт поглинання α визначався по формулі α=1/d ln(T_max/_Tmin} на одній довжині хвилі, а.ширина забороненої зони плівок -шляхом екстраполяції залежностей α², α та ln α до осі λ..

4.3. РЕЗУЛЬТАТИ ДОСЛІДЖЕНЬ ТА ЇХ ІНТЕРПРЕТАЦІЯ

Результати досліджень плівок ZnGa₂Sе₄ збагачених домішками різної концентрації приведені на Рис.

Рис.11.Спектральні характеристики конденсатів збагачених домішками Ge концентрацією 1-5%

Рис.12. Спектральні характеристики конденсатів збагачених домішками Ge концентрацією 5-10%.