Розділ IV. Експериментальна частина………………………………18. 4.1. Технологія напилення плівок ZnGa2Sе4 з домішками Ge18
4.1. Технологія напилення плівок ZnGa2Sе4 з домішками Ge18.
4.2.Методика досліджень конденсатів ZnGa2Sе4 ………………………19.
4.3. Результати досліджень та їх інтерпритація…………………….20.
Висновки....................................................................................................22.
Література..................................................................................................23.
Вступ
Сполуки А2В23С64 (де А-двохвалентні катіони Zn, Cd, B-трьохвалентні катіони Ga, In Al, a C-халькогени S, Se, Te), володіють широкими областями прозорості, високими значеннями нелінійної сприйнятливості, подвійним променезаломленням, оптичною активністю, високою фоточутливістю і інтенсивною фотолюмінесценцією [1-5]. Високі значення цих параметрів в поєднанні з великою шириною забороненої зони Еg (до 4 еВ) визначають перспективність їх використання в оптоелектроніці. Дані кристали кристалізуються в решітках двох типів: а) катіони мають тільки тетраедричне оточення; б) катіони володіють як тетраедричним так і октаедричним оточенням [1-5].
Для сполук ZnGa2Sе4 внаслідок майже однакової розсіювальної здатності катіонів цинку і галію не можна зробити вибір між просторовими групами S24 I D22d [1]. Характерним для цієї структури є наявність упорядкованої вакансії в катіонній підрешітці. Фізичні властивості (люмінесцентні, оптичні, фотоелектричні) кристалу ZnGa2Sе4 в порівнянні з іншими матеріалами цієї групи майже не вивчені особливо в тонко плівковому стані.
Високоомні напівпровідники якими є сполуки ZnGa2Sе4 з питомим опором ~ 109 Ом.см при 300К представляють значний інтерес для дослідження інжекційних струмів і процесів електрополевої іонізації [1]. Інжекційні струми важливі для вивчення локальних рівнів в напівпровідниках, діелектриках і структурах на їх основі [1]. Локальні рівні чинять значний вплив на інжекційні струми, які виникають в зовнішньому електричному полі і їх вивчення дозволяє дати інформацію про локальні рівні, їх концентрацію, енергетичне положення в забороненій зоні і перерізу захвату вільних носіїв струму.
На Рис.1 приведено місце цих сполук серед аналогічних матеріалів.
Рис.1. Залежність ширини забороненої зони сполуки ZnGa2Sе4 серед аналогів даної групи класифікованих по параметру решітки[1].
Ці дані позволяють створювати на їх основі різного роду реєструючі і запоминаючі пристрої.
В свою чергу вивчення тонких шарів цих матеріалів дає можливість визначити особливості структуроутворення цих шарів які відображатимуться в комплексі їх фізико-хімічних властивостей.
Актуальність роботи полягає у вивченню основних фізико-хімічних властивостей плівок сполук ZnIIGaIII2SеVI4 і методів модифікаціїі плівок на їх основі домішками впровадження іншої групи.
Завдання роботи полягає в вивченні науково-технічної літератури по фізико-хімічним властивостям і технології одержання плівок сполук ZnGa2Sе4 а також розробці методики вводу домішок змінної концентрації в склад плівок і вивчення основних властивостей отриманих конденсатів.
Розділ I. Структурні властивості сполукZnGa2Sе4
1.1. Особливості структурного упорядкування кристалівZnGa2Sе4
Напівпровідникові сполуки II-III2-VI4 можуть кристалізуватися в структурі тіогалату, які можуть прийняти структури дефектного халькопіриту(DС) групи 
, або фаматініту відому як дефектний станіт групи симетрії 2m [ 7]. Ці два різні типи структури приведені на Рис.2. Вони являють собою міст від фізики невпорядкованих матеріалів до фізики кристалів. Тетрагональна координація атомів в поєднанні з стехіометричними вакансіями підвищує рівень складності проблеми і пошук достовірного рішення проблеми [ 7]. Дослідження дифракції електронів і нейтронів здійснені Ханадою та іншими [ 7] , встановили що сполука ZnGa2Sе4 впорядкована в групі 2m.
Рис.2.Дві структури DC I DF сполук ZnGa2Sе4.
Урсакі та інші [ 7] з допомогою Раманівської спектроскопії з приміненням гідростатичних досліджень встановили, що в сполуках кадмію спостерігається упорядкування в структурі дефектного халькопіриту DC a в цинкових - DF. Співставлення експериментальних та розрахункових значень для констант с/а, для DC I DF структур показало, що дані розрахунків і експерименту для обох структур досить близькі. Але результати розрахунку ширини забороненої зони сполук краще узгоджуються з експериментом і показують що вона визначається прямими переходами і характерна для DF структури (рис.3).
Рис.3.Розрахункові дані ширини забороненої зони для структур дефектного халькопіриту і фаматініту.
Зміна ширини забороненої зони кристалу під дією гідростатичного тиску описується залежністю Еg(P)= Еg(0) +ap+bp2. Виявлено два діапазони тисків від 0 до 15 ГПа і вище 15Гпа. Для цих діапазонів визначені константи а і в для обох типів структур всіх трьох сполук.
Температурні зміни структурних констант досліджені в роботі Морокаіме та інших [8] в діапазоні температур 300-800К. Встановлено лінійний характер змін КТР вздовж осі а і нелінійний вздовж осі с. Їх величини в області температури 750К зрівнялися і склали 11.10 -6К-1.
Рис.4. Зміни тетрагональної деформації сполуки ZnGa2Sе4 від температури.
Рис.5. Коефіцієнти термічного розширення сполуки ZnGa2Sе4 вздовж осей а і с.