Дифосфид цинка-германия: синтез, кристаллизация и исследование дефектов структуры

• Автор: Верозубова, Галина Александровна
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Томск
• Количество страниц: 180 с. : ил.

Глава 1. Физико-химические проблемы получения гпСеР2 (обзор литературных данных)

1.1 Физико-химические свойства ZnGeP2

1.2. Синтез ЪпОоРг из элементарных компонент

1.2.1. Однотемпературный метод синтеза 7пОеР2

1.2.2. Синтез гпвеРг при инжекции фосфора

1.2.3. Метод двухтемпературного синтеза

1.3 Получение монокристаллов 2пОеР2 из расплава

1.4. Оптические свойства кристаллов гпОеР2

Выводы по главе

Глава 2. Методы получения монокристаллов ZnGeP2 и исследования их свойств

2.1. Методика подготовки экспериментов по синтезу и росту

2.1.1. Методика экспериментов по синтезу 2пОеР2
2.1.2. Методика подготовки экспериментов по
выращиванию монокристаллов 2пОеР2 из расплава
2.3. Методика постростового термического отжига
2.4. Методика облучения образцов 2пОеР2 электронами
2.5. Измерение оптической прозрачности в кристаллах 2пСеР2
2.6. Методика ПЭМ исследований
2.6.1.Методы приготовления объектов ПЭМ исследований
2.6.2. Методики анализа параметров структуры монокристаллов
2.7. Рентгеновский структурнофазовый анализ
2.8. Оптическая микроскопия
Выводы по главе
Глава 3. Получение ZnGeP2 номинально стехиометрического состава. Физико-химические процессы синтеза дифосфида цинка-германия [75-78,85,86]
3.1 Особенности применения известных двухтемпературных методик для синтеза ZnGeP2
3.2. Диффузионный поток цинка в паровой фазе при двухтемпературном методе синтеза ZnGeP2
3.3. Химические превращения при двухтемпературном синтезе ZnGeP2
3.4. Оптимизация температурно-временной зависимости процесса
двухтемпературного синтеза ZnGeP2
Выводы по главе
Глава 4. Выращивание монокристаллов ZnGeP2 методом Бриджмена в вертикальном варианте [75-78,85,86)
4.1. Факторы, влияющие на форму фронта кристаллизации в вертикальной ростовой установке бриджменовского типа
4.2. Определение отношения удельных теплопроводностей жидкого и твердого ZnGeP2 при температуре плавления
4.3. Спонтанная кристаллизация и выращивание на затравку Двойникование. Выбор ориентации затравок
Выводы по главе
Глава 5. Исследование дефектов структуры кристаллов ZnGeP2 [91, 93, 94,99-101]
5.1 Полосчатая неоднородность
5.2. Включения вторых фаз
5.2.1. Включения микронных размеров
5.2.2. Включения нанометровых размеров
5.3. Оптическое поглощение и точечные дефекты
Выводы по главе
Заключение
Литература
Приложения
Приложение 1. Акт о внедрении технологических процессов
Приложение 2 Акты об использовании нелинейно-оптических элементов,
изготовленных из монокристаллов гпвеРг
Приложение 3 Акт об использовании поликристаллического материала. ..177 Приложение 4 Копия свидетельства о присуждении премии на
международной конференции по росту кристаллов 1ССО
где Р - давление пара, Г- температура, Я - газовая постоянная, q - теплота испарения, р - молярная масса пара, С- постоянная интегрирования уравнения Клапейрона-Клаузиуса. И, таким образом, в рамках термодинамического рассмотрения давление пара будет определяться температурой холодной зоны (или «наиболее холодной точкой системы», как писали авторы работы [7]) только после процесса переноса летучего компонента («конденсированной фазы» [7]), в нашем случае фосфора, из горячей зоны в холодную. Это означает, что для того, чтобы контролировать давление летучего компонента (в двухтемпературном методе синтеза) необходимо его размещение в области холодной зоны с изотермическим профилем Т=сот1. В этом случае максимальное давление, развивающееся в процессе эксперимента, будет соответствовать равновесному давлению летучего компонента, соответствующего температуре Т.
В последующих экспериментах фосфор был размещен в холодной зоне с изотермическим профилем Т=сот1, а эквиатомная смесь Ъх и вс была размещена в горячей зоне, как это изображено на рис. 2.1 и рис.3.1. Подразумевалось, что такое размещение оправдано, поскольку фосфор является значительно более летучим элементом, чем цинк [38]. Кроме того, согласно фазовой диаграмме гп-ве [27], при температурах выше 740°С из-за смешения с германием насыщенное давление цинка должно уменьшаться приблизительно в два раза согласно закону Рауля [72].
Реактор с загруженными компонентами нагревался таким образом, чтобы при выходе на режим синтеза (реакции между газообразным фосфором и смесью Ъл и Се) температура холодной зоны соответствовала 410-420°С (соответствующее насыщенное давление фосфора равно 0,53-0,72 атм), а температура горячей зоны - 970-1030 °С. Такие условия проведения процесса фактически воспроизводили условия синтеза, предложенные в работе [9].