3.3.2. Просвечивающая электронная микроскопия
Структуры и электронограммы пленок, осажденных на свежий скол
поваренной соли ZnS представлены, на рис. 3.12. На основном фоне зернистой структуры, имеющей форму многогранников, присутствуют более крупные включения. По методике, описанной в работе [112], были определены условные диаметры зерен.
Зависимость среднего размера зерен пленок ZnS от температуры
конденсации Тк представлена на рис. 3.13. Средняя величина зерен меняется от
4 нм до 7 нм с ростом температуры от 123 К до 273 К.
На всех микродифракционных картинах присутствуют три различных концентрических кольца с набором усредненных межплоскостных расстояний 3,165, 1,923 и 1,627 Å, относящиеся к кубической фазе сульфида цинка. Межплоскостные расстояния соответствуют плоскостям отражения (111), (220) и (311).
Микродифракционная картина пленки, осажденной при Тк = 273 К (рис.
3.12г) содержит кольцо смежплоскостным расстоянием 2,19 Å,
соответствующим плоскости (102) гексагональной фазы. При понижении
85
Изменение
периода решётки ZnSe от температуры
конденсации 
Рис. 3.11.
86
Электронограммы
и микроструктура пленок сульфида цинка
при различных 
температурах конденсации
а) б)
в) г)
Температура конденсации: а) 123 К, б) 173 К, в) 223 К, г) 273 К
Рис. 3.12.
87
Изменение
среднего размер зерна от температуры
конденсации 
сульфида цинка
Рис. 3.13.
88
температуры
конденсации от 173 К до 123 К появляются
рефлексы, 
расположенные по кольцу, количество которых уменьшается с понижением температуры конденсации, что может свидетельствовать о направленном росте и укрупнении кристаллов, имеющих гексагональную фазу. Таким образом, можно заключить, что пленки имеют включения образований гексагональной фазы в кубической фазе.
Пленки селенида цинка (рис. 3.14) имеют мелкокристаллическую кубическую структуру (межплоскостные расстояния 3,269. 1,989 и 1.709 Ǻ соответствуют плоскостям отражения (111), (220) и (311)). На кольцах появляются дополнительные рефлексы у пленок, осажденных на скол поваренной соли при температуре конденсации 123 К (рис. 3.14а). Данные
кольца можно отнести межплоскостным расстояниям кубической и
гексагональной фазы селенида цинка. Можно предположить зарождение гексагональной фазы в матрице с обычной кубической структурой.
3.4. Атомно-силовая микроскопия
АСМ исследования показали, что поверхность пленок селенида (рис. 3.15-
3.16) и сульфида (рис. 3.17-3.18) цинка на различных типах подложек в
зависимости от температуры конденсации имеет следующие закономерности:
— на поверхности пленок селенида и сульфида цинка происходит ориентированный рост конических островков нанометровой высоты, которые будем называть нанообразованиями. Нанообразования ориентированы в одном
направлении независимо от типа подложек,
— форма нанообразований не зависит от типа подложек и от температуры
конденсации. Исключением являются пленки ZnSe, осажденные при
температуре конденсации 273 К на кварцевую и кремниевую подложки. Вершины конусообразных нанообразований пленок ZnSe при 273 К становятся
более резкими,
— исследование морфологии поверхности пленок ZnSe и ZnS, осажденных на кремниевой подложке не выявили существенных изменений среднего диаметра нанообразований. Для пленок сульфида цинка средний
89
Электронограммы
и микроструктура пленок селенида цинка
при различных 
температурах конденсации
а) б)
в) г)
Температура конденсации: а) 123 К, б) 173 К, в) 223 К, г) 273 К
Рис. 3.14
90
Топография
поверхности пленок селенида цинка,
осажденных на Si 
а)
б)
в)
г)
Температура конденсации: а) 123 К, б) 173 К, в) 223 К, г) 273 К
Рис. 3.15.
91
Топография
поверхности пленок селенида цинка,
осажденных на SiO2
а)
б)
в)
г)
Температура конденсации: а) 123 К, б) 173 К, в) 223 К, г) 273 К
Рис. 3.16.
92
Топография
поверхностей пленок ZnS на кварце 
a)
б)
в)
г)
Температура конденсации: а) 123 К, б) 173 К, в) 223 К, г) 273 К
Рис. 3.17.
93
Топография
поверхностей пленок ZnS на кремнии 
a)
б)
в)
г)
Температура конденсации: а) 123 К, б) 173 К, в) 223 К, г) 273 К
Рис. 3.18.
94
диаметр
нанообразований составляет 0,33 мкм,
селенида цинка 0,14 мкм. 
Средний диаметр нанообразований пленок ZnSe, выращенных на кварцевой подложке с повышением температуры конденсации от 123 К до 223 К увеличивается от 14 до 38 нм и при 273 К снова уменьшается до 19 нм. У пленок ZnS средний диаметр нанообразований на кварцевой подложке не изменяется и равен такому же значению что и на кремниевой подложке (0,33
нм),
— распределение по высотам нанообразований на кварцевой и кремниевой подложках для пленок ZnSe и ZnS можно описать гауссовым распределением (рис. 3.19-3.20). Существенного изменения роста по высоте нанообразований селенида цинка на кварцевой и кремниевой подложках от температуры конденсации не происходит, кроме 273 К конденсации. В диапазоне температур осаждения от 123 К до 223 К максимум распределения нанообразований по высотам находится на кварцевой подложке 9 нм, а на кремниевой 3 нм. При температуре конденсации 273 К происходит смещение максимума распределения в область больших высот на кварце 21 нм, на
кремнии 8нм. Аналогичное поведение распределения разброса
нанообразований происходит с пленками сульфида цинка на кремниевой подложке, т.е. кроме температуры конденсации 223 К явного увеличения высоты нанообразований не наблюдается (около 4 нм). При температуре 223 К максимум распределения приходится на высоту 10 нм. Особенностью морфологии пленок ZnS является то, что на кварцевой подложке происходит рост нитевидных нанообразований, высота и концентрация, которых зависит от температуры конденсации.