Аморфні наноструктуровані покриття, виготовлені з CVD-композитів

Анотація

Основна ідея роботи – це розробка дешевого та простого способу виготовлення наноструктурованих систем, що базується на випаровуванні композитів систем германій – халькогенід (оксид) металу за CVD (Chemical Vapor Deposition) – механізмом із започаткуванням нового класу матеріалів для інтерференційної оптики ІЧ (інфрачервоного) діапазону спектра. Як приклади досліджено системи Ge-ZnS та Ge-Sb₂Se₃, які випаровуються у вакуумі конгруентно, а при конденсації на підкладці утворюють наноструктуровані тонкоплівкові покриття. У першій зі систем покриття має рентгеноаморфний характер: утворення нанодисперсного композиту у плівці Ge-ZnS підтверджується відсутністю властивих для Ge та ZnS піків на рентгенівській дифрактограммі, натомість має місце утворення характерного гало. У той же час при випаровуванні та конденсації зразка системи Ge-Sb₂Se₃ утворюється склоподібна структура; це підтверджується методом просвічуючої електронної мікроскопії (ПЕМ) високої роздільної здатності, якою не виявлено області кристалічності. Вміст компонентів у покритті, визначено методом енергодисперсійної рентгенівської (ЕДР) спектроскопії (біля 10 ат. % Ge, по 40 ат. % для Sb і Se, відповідно), вказує на певне відхилення від стехіометрії, властивої для вихідного зразка системи. Це може свідчити про дещо нижчу леткість селенідів германію у порівнянні з селенідами стибію. Сканування вздовж певної лінії (ЕДР) за товщиною покриття вказує на сильні флуктуації концентрації елементів, а отже – неоднорідність покриття за складом. Обидва покриття мають високу механічну міцність (група 0). У той же час їхні оптичні властивості суттєво різняться: показники заломлення становлять 3.0 та 3.66 для систем Ge-ZnS та Ge-Sb₂Se₃, відповідно. Вважається, що наноструктурування у зазначених вище системах зумовлено високою здатністю германію до аморфізації при конденсації на скляній підкладці.