Хімія, фізика та технологія поверхні, 2015, 6 (3), 388-398.

Процеси структуроутворення у парофазних наноконденсатах PbTe:Bi на ситалі



DOI: https://doi.org/10.15407/hftp06.03.388

D. M. Freik, I. S. Bylina, L. Y. Mezhylovska, R. V. Umantsiv

Анотація


На основі аналізу результатів АСМ-зображень досліджено процеси структуроутворення парофазних конденсатів легованого 1 ат. % Ві плюмбум телуриду. Осадження пари здійснювали у відкритому вакуумі на підкладки із полікристалічного ситалу за температур випарування ТВ = (920–1020) K, підкладок – ТП = (420–520) K. Час осадження τ варіювався в межах τ = (3–120) с при товщині конденсатів d = (50–2000) нм, а середні латеральні (Dc) та нормальні (hc) розміри нанокристалітів складали Dc = (25–110) нм і hc = (8–78) нм відповідно. Показано, що у процесах зародження домінує механізм Фольмера-Вебера, при якому утворюються тривимірні наноструктури на поверхні підкладки. Механізми росту нанокристалітів пояснено з позиції оствальдівського дозрівання. З’ясовано, що на поверхні ситалу формуються окремі нанокристали з комбінацій площин {100} і {110} структури NaCl.

Ключові слова


плюмбум телурид; парофазні конденсати; механізми росту; оствальдівське дозрівання; орієнтаційні аспекти

Повний текст:

PDF

Посилання


1. Agrawal G.P., Dutta N.K. Semiconductor Lasers. (New York: Van Nostrand Reinhold, 1993).

2. Chatterjee S., Pal U. Low-cost solar selective absorbers from Indian galena. J. Opt. Eng. 1993. 32(7): 2923.https://doi.org/10.1117/12.148123

3. Chaudhuri T.K. A solar thermophotovoltaic converter using Pbs photovoltaic cells. Int. J. Energy Res. 1992.16(6): 481.

4. Dughaish J.H. Lead telluride as a thermoelectric material for thermoelectric power generation. Physica B. 2002.322: 205. https://doi.org/10.1016/S0921-4526(02)01187-0

5. Wood C. Materials for thermoelectric energy conversion. Rep. Prog. Phys. 1988. 51(4): 459.https://doi.org/10.1088/0034-4885/51/4/001

6. Dresselhaus M. S., Chen G., Tang M. Y., Yang R. G., Lee H., Wang D. Z., Ren Z. F., Fleurial J.-P., Gogna P. New Directions for Low-Dimensional Thermoelectric Materials. Adv. Mater. 2007. 19(8): 1043.https://doi.org/10.1002/adma.200600527

7. Springholz G., Holy V.V, Pinczolits M., Bauer G. Self-organized growth of three-dimensional quantum-dot crystals with fcc-like stacking and a tunable lattice constant. Science. 1998. 282(5389) 734.https://doi.org/10.1126/science.282.5389.734

8. Alchalabi K., Zimin D., Kostorz G., Zogg H. Self-assembled semiconductor quantum dots with nearly uniform sizes. Phys. Rev. Lett. 2003. 90(2): 026104. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.90.026104

9. Vodopyanov V.N., Bakhtinov A.P., Slynko Ye.I. Self-organization of three-dimensional nanostructures of lead telluride nanoislands under conditions close to thermodynamic equilibrium. Tech. Phys. Lett. 2005. 31(18): 716.https://doi.org/10.1134/1.2035375

10. Freik D.M., Lishchynskyi I.M., Lytvyn P.M., Bachuk V.V. Surface Topology and Growth Processes of PbTe Nanocrystalline. Structures on Mica-Muscovite Cleavages Substrate. Physics and Chemistry of Solid State. 2008. 9(4): 736. [in Ukrainian].

11. Freik D.M., Litvin P.M., Chav’jak I.I., Lishhins'kij I.M., Bachuk V.V. The processes of growth of nanoscale structures PbTe and ripening ostvald. Physics and Chemistry of Solid State. 2009. 10(4) 789. [in Ukrainian].

12. Bachuk V.V. Processes Ostvald’s Maturation and Gaussians in the Heights Distribution of Nanostructures PbTe/(0001) Mica. Physics and Chemistry of Solid State. 2012. 13(1): 88. [in Ukrainian].

13. Freik D.M., Salij Ya.P., Lischinskij I.M., Bachuk V.V., Stefaniv N.Ya. Evolution of Growth Processes of Paraphase Nano-structures of Lead Telluride. J. Nano- Electron. Phys. 2012. 4(2): 020121. [in Ukrainian].

14. Salii Ya.P., Bachuk V.V., Freik D.M., Lishchynsky I.M. Models of Surface Topology and Kinetics of the Process of Growth of Nanocrystalline Structures of PbTe on Chips of Mica-Muscovite. Physics and Chemistry of Solid State. 2012. 13(2): 379. [in Ukrainian].

15. Abrikosov N.Kh., Shelimova L.Ye. Semiconductor materials based on compounds of A4B6. (Moscow: Nauka, 1975). [in Russian].

16. Volkov S.V., Kovalchuk Ye.P., Ohenko V.M., Reshetnyak O.V. Nanochemistry, nanosystems, nanomaterials.(Kyiv: Naukova Dumka, 2008). [in Ukrainian].

17. Zimin. S.P., Gorlachev Ye.S. Nanostructuring lead chalcogenides: monograph. (Yaroslavl: YarGU, 2011). [in Russian].

18. Ostwald W. Uber die Vermeintliche isometric das raten undgelben Quecksilberxyds und die oberflachenspannung fester Korper. Js. Physics Chemistry. 1900. 34: 495.

19. Lifshits I.M., Slezov V.V. On the kinetics of diffusion decomposition of supersaturated solid solutions. Journal of Experimental and Theoretical Physics. 1958. 35(2): 479. [in Russian].

20. Wagner C. Theorie der Alterung von Niderschlagen durch Umlösen (Ostwald Reifung). Zs. Electrochem. 1961.65(7/8): 581.

21. Venhrenovych R.D., Ivanskyi B.V., Moskaliuk A.V. To the Lifshitsa-Slozova-Vagnera theory. Physics and Chemistry of Solid State. 2009. 10(1): 19. [in Ukrainian].

22. Salij Ja.P., Freik D.M., Mezhilovs'ka L.J., Bilina I.S., Freik I.M. Processes of formation and structure of thin films PbTe:Sb. Physics and Chemistry of Solid State. 2013. 14(4): 766. [in Ukrainian].




DOI: https://doi.org/10.15407/hftp06.03.388

Copyright (©) 2015 D. M. Freik, I. S. Bylina, L. Y. Mezhylovska, R. V. Umantsiv

 CC By Creative Commons "Attribution" 4.0