Спосіб одержання монокристалів гамма-твердих розчинів, що утворюються у системі cugase2-cuinse2-2cdse

Реферат: Спосіб одержання монокристалів гамма-твердих розчинів, що утворюються у системі CuGaSe2CuInSe2-2CdSe, включає вирощування монокристалів з розплаву. Синтез проводять горизонтальним варіантом методу Бріджмена у два етапи, при цьому на першому етапі проводять попередній синтез у полум'ї киснево-газового пальника для зв'язування компонентів та гомогенізацію розплаву при 1450-1500 К, обертаючи контейнери протягом 3-5 год., а на другому етапі-вирощування монокристалів із розплаву зі швидкістю переміщення ампули з розплавом із високотемпературної у низькотемпературну зону: 0,5-1 мм/год., при температурному градієнті 1-4 К/мм, крім того, довготривалий відпал здійснюють при 670-870 К протягом 300-500 год., після чого охолоджують до кімнатної температури зі швидкістю 100-150 К/добу. UA 95215 U (12) UA 95215 U UA 95215 U 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Корисна модель належить до галузі техніки вирощування досконалих кристалів твердих І ІІІ VI розчинів на основі напівпровідникових сполук А В X 2, а саме - до технології вирощування однорідних напівпровідникових кристалів гамма-твердих розчинів зі структурою сфалериту, що утворюються у системі CuGaSe2-CuInSe2-2CdSe. Для даного процесу вирощування важливим є врахування особливостей фазових рівноваг у системі CuGaSe2-CuInSe2-2CdSe. Вихідні склади для росту монокристалів з області гомогенності гамма-твердих розчинів у системі вибирали по перерізу ‘CuCd2InSe4’-CuCd2GaSe4 через 10 мол. % (фіг. 1). Політермічний переріз ‘CuCd2InSe4’-CuCd2GaSe4 наведено на фіг. 2. Ліквідує і солідус перерізу представлені лініями початку і завершення первинної кристалізації бета-твердих розчинів на основі кадмій селеніду зі структурою вюрциту. Гамма-тверді розчини зі структурою сфалериту (на основі ВТ-модифікації CuInSe2, стабілізованої кадмій селенідом до температури відпалу, та фази CuCd2GaSe4) утворюються внаслідок розкладу бета-твердих розчинів нижче лінії солідуса, що ускладнює можливість вирощування монокристалів гамматвердих розчинів. Відомий спосіб вирощування монокристалів твердих розчинів на основі CuInSe2 методом хімічних транспортних реакцій [S.V. Bodnar, A.P. Bologa, В.V. Korzun. Phase diagram and single crystal growth of the CuInSe2xS2(1-x) solid solutions.// Kristall und Technik, V. 15, № 11 (1980)], що 3 включає використання йоду, як агента транспорту, концентрація якого є в межах 5-8 мг/см , використання суміші потрійних сполук CuInS2 та CuInSe2 як вихідних матеріалів для формування твердих розчинів; при цьому для вирощування кристалів використовують кварцові ампули внутрішнім діаметром 18-22 мм та довжиною 170-180 мм, які, попередньо вакуумувавши та запаявши, поміщають у горизонтальну двозонну піч та підтримують такий режим: температура в реакційній зоні, де знаходиться наважка вихідних речовин, встановлюється в межах 920-780 °C, а в зоні кристалізації - 860-700 °C. Недоліком такого способу є те, що в результаті отримують кристали малих розмірів. Найбільш близьким до запропонованого та вибраним нами за прототип є спосіб вирощування монокристалів твердих розчинів (CuInSe2)x(2ZnSe)1-x в концентраційному інтервалі 0,5≤х