materialovedenie / 5. МУ к ЛР Кристаллография

излучения и сложностью оборудования рентгеновский метод используют только в лабораторной практике.

Оптический метод ориентации является более простым, не требует сложного оборудования. Он заключается в следующем. При травлении монокристалла в следствие неодинаковой скорости растворения полупроводникового материала по различным кристаллографическим направлениям образуются фигуры травления, которые имеют вид углублений с правильными гранями и симметрию кристаллографической плоскости. Поэтому отражённый от образца слаборасходящийся пучок света образует на экране характерную световую фигуру, по симметрии которой можно определить плоскость, а по положению центра определить величину отклонения, т.е. угол разориентации.

Схема установки для оптической ориентации показана на рисунке 6. В данной установке в качестве источника света 1 используется газовый лазер ЛГН-108. Луч света, проходя через отверстие в экране 2, попадает на ориентируемую поверхность слитка З. Отражённый свет на экране формирует фигуры отражения в соответствии с симметрией исследуемой плоскости. При помощи гониометра 4 можно поворачивать слиток, добиваясь при этом расположения фигур отражения в центре экрана. Угломерные шкалы гониометра позволяют определить угол разориентации исследуемой плоскости. Как и в случае рентгеновской ориентации, на торце слитка наносится стрелка с указанием величины и направления отклонения.

Перед оптической ориентацией на исследуемой плоскости выявляют микроструктуру путём травления шлифованного торца слитка селекивным травителем. Точность ориентации этим методом может достигать ±15', однако она в значительной степени зависит от состава травителя, режима травления, степени расходимости и яркости светового пучка.

ЗАДАНИЯ НА ЛАБОРАТОРНУЮ РАБОТУ № 1. Докажите, что значения базиса и координационного числа различных

типов решеток, приведенные в таблице верны (Учтите, что при определения этих параметров в качестве точки отсчета выбирают ячейкообразующие атомы).

№ 2. Каковы координаты узла 1 (см. Рисунок 1)? №3. Какие точки принадлежат плоскости (211)? №4. Каковы индексы оси Y (рисунок 3, б)?

№5. Определить углы между следующими кристаллографическими направлениями в кубическом кристалле:

а) [001] и [111]; б) [011] и [101]; в) [011] и [111].

№6. В кубической кристаллической решетке постройте плоскости с индексами Миллера (121) и (212).

№7. Известно, что алюминий кристаллизуется в решетке гранецентрированного куба с периодом а=0,4041 нм. Вычислите концентрацию свободных электронов, полагая, что на каждый атом кристаллической решетки приходятся три электрона.

№8. Определите концентрацию свободных электронов в натрии, элементарная ячейка которого представляет собой объемно-центрированный куб с ребром 0,428 нм.

№9 В чем состоит разница между монокристаллами, поликристаллами и аморфными веществами?

№10. Приведите примеры точечных и протяженных дефектов структуры кристаллов.

№11.Обоснуйте необходимость проведения операции кристаллографической ориентации полупроводниковых материалов.

№12.Опишите методику кристаллографической ориентации полупроводниковых материалов.