Спосіб одержання грані, колінеарної кристалографічній осі с, в шаруватих кристалах inse і gase

Реферат: Винахід належить до галузі хімії і може бути використаний при створенні діодних структур. Спосіб одержання грані, колінеарної кристалографічній осі с, в шаруватих кристалах InSe і GaSe полягає в вирощуванні шаруватого кристала в кварцовій ампулі. Перед вирощуванням в ампулі розміщують кварцову пластину, після чого поміщають попередньо синтезований матеріал. Винахід забезпечує можливість виготовлення зразків заданих розмірів, економію матеріалу, уникнення механічної обробки торцевої поверхні шарів кристала. UA 101001 C2 (12) UA 101001 C2 UA 101001 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Винахід належить до галузі хімії, зокрема до технології вирощування кристалів з сильною анізотропією фізичних властивостей, що потребує використання щонайменше двох кристалографічних граней при виготовленні напівпровідникових підкладок, і може бути використаний при створенні фоточутливих діодних структур. Існує спосіб вирощування кристалів InSe і GaSe методом Бріджмена [Медведева З.С. Халькогениды элементов ІІІ Б подгруппы периодической системы. - М.; Наука. 1968.-126 с.], при якому ампула з синтезованою речовиною розміщується у вертикальній пічці з відповідним градієнтом температури на фронті кристалізації і рухається з підібраною швидкістю вздовж фронту. При такому вирощуванні у зливку спостерігається шарувата будова кристалів, а шари орієнтовані переважно до осі ампули. Ця будова дозволяє сколювати зі зливка кристала плоскопаралельні пластини необхідної товщини в широких межах: від міліметра до мікрона. Поверхня сколотих зразків завжди перпендикулярна кристалографічній осі с. Зразки кристалів, виготовлені сколюванням, не потребують будь-яких обробок поверхні. Такі зразки служать основою для створення фоточутливих діодних структур. Використання іншої грані кристала (колінеарної кристалографічній осі с) як основи р-nпереходу перспективне з огляду руху носіїв заряду не впоперек, а вздовж шарів, де їх рухливість порівняльна з найвищими значеннями рухливості в напівпровідниках. Крім того, діодні структури, виготовлені в цій площині, дозволяють реалізувати новий тип фотоприймачів, зокрема фотоприймачів лінійно-поляризованого світла з рекордними значеннями азимутальної чутливості. Проте механічна обробка відповідної грані є проблематичною через відносну м'якість шаруватих кристалів. Це унеможливлює якісну механічну обробку зразків в орієнтації (║с). Існує спосіб отримання природної грані (║с) кристала, коли він вирощується блочним. Умовами, що приводять до росту блочного кристала, є зміна градієнта температури на фронті кристалізацій і/або зміна швидкості росту. При роз'єднанні блоків вдається одержати природну поверхню необхідної грані кристала. Недоліками даного способу вирощування кристала є неможливість контролю розмірів та форми грані, необхідної для виготовлення зразків. Задачею даного винаходу є пропозиція способу вирощування шаруватого кристала, при якому зливок можна розділити по площинах, компланарних з гранями кристала, що паралельні до кристалографічної осі с (тобто є торцевою поверхнею шарів). Поставлена задача досягається тим, що кристал вирощується методом Бріджмена в вертикальній електропечі, співвісно в якій розміщується і рухається ампула з кварцового скла 1 (креслення). При цьому в ампулу крім синтезованої речовини поміщають кварцову пластину 2, яку закріплюють паралельно осі ампули. Температура плавлення речовини значно менша, ніж температура плавлення кварцу. Після вирощування шаруватого кристала з ампули виймається зливок 3, що має циліндричну форму і розділений навпіл кварцовою пластиною. Звільнення зливка від кварцової пластини приводить до утворення на ньому плоскої поверхні, що колінеарна осі с. Перевагою запропонованого способу одержання зразків є: 1) можливість виготовлення зразків заданих розмірів; 2) економія матеріалу; 3) уникнення механічної обробки торцевої поверхні шарів кристала, яка для зразків, одержаних звичайним способом, неможлива. Приклад конкретного виконання Вирощування шаруватих монокристалів InSe і GaSe з дocкoнaлою гранню, колінеарною кристалографічній осі с, проводиться в ампулах з кварцового скла, вакуумованих до 5 надлишкового тиску ~10- мм рт. ст. Всередині ампули розміщуються плоскопаралельна пластина з кварцового скла прямокутної форми та попередньо синтезована сполука (креслення). Встановлено, що для вирощування шаруватих кристалів оптимальними є наступні внутрішні діаметри ампул: 15±0,2 мм - InSe, 17±0,2 мм - GaSe. Відповідно до цього ширина пластин була на 0,5 мм меншою за внутрішній діаметр ампули. Довжина пластин визначається в кожному конкретному випадку в залежності від розмірів вирощуваного кристала. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 55 Спосіб одержання грані, колінеарної кристалографічній осі с, в шаруватих кристалах InSe і GaSe, який відрізняється тим, що вирощують шаруватий кристал в кварцовій ампулі, в якій перед вирощуванням розміщують кварцову пластину, орієнтовану співвісно з віссю ампули, після чого в ампулу поміщають попередньо синтезований матеріал. 1 UA 101001 C2 Комп’ютерна верстка Л. Купенко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 2