Cтраница 1
Несоответствие параметров решеток, сопрягающихся при эпитаксиальном росте, может достигать значительных величин ( десятки процентов) и устраняется либо некоторым искажением решетки растущего кристалла и появлением дефектов в структуре кристалла, либо тем, что решетка растущего кристалла пристраивается к решетке зерен основного металла другими, но хорошо сопрягающимися плоскостями. Из микроструктуры, приведенной на рис. 45 6, видно, что из-за несоответствия параметров решетки на границе раздела шва имеется некоторое смещение в направлении границы основного металла, продолжающееся в паяном шве. [1]
Проблема несоответствия параметров решеток достаточно сложна. Хотя при малых несоответствиях не гарантируются большие значения КПД, а при больших иногда встречаются солнечные элементы с высоким КПД, тем не менее, как правило, предпочтительнее материалы с меньшим несоответствием решеток. Примером, когда малое несоответствие параметров решеток еще не означает возможность получения высокого КПД, служит структура ZnSe-GaAs. [2]
Найденное ими расстояние хорошо согласуется с величинами, предсказанными на основе представлений о несоответствии параметров решеток. Наблюдалось также повышение твердости при быстром охлаждении с высокой температуры, котооое было объяснено возникновением внутренних деформаций вследствие увеличения несоответствия при закалке с высоких температур. Значительная анизотропия предела прочности при растяжении и сжатии была связана с различием коэффициентов термического расширения. Этот вопрос рассмотрен более подробно Эбертом и Райтом в гл. [3]
Джессер и Мэтыос [72] отметили, что железо, осажденное на медные подложки при комнатной температуре в условиях сверхвысокого вакуума, растет как монослой, напряженный из-за несоответствия параметров решетки и подложки. [4]
Высокая подвижность носителей заряда в GaAs, позволяющая изготовлять из него высокочастотные устройства, более оптимальная, чем в Si, ширина запрещенной зоны и простота изготовления тройных соединений с малым несоответствием параметров решеток выдвигают GaAs на роль основного конкурента Si среди наиболее изученных полупроводниковых материалов. [5]
На самом деле свойства гетероперехода определяются другими причинами: локальным фиксированием уровня Ферми на границе раздела ( обусловленным химической активностью компонентов гетерострукту-ры, заряженными пограничными состояниями и диполями); дефектной структурой вблизи границы раздела и преимущественной сегрегацией атомов легирующей примеси и других примесных атомов; наличием промежуточных изолирующих слоев, образованных при изготовлении гетероперехода, которые могут содержать захваченный заряд и выполнять роль буферных слоев в компенсации несоответствия параметров решеток материалов, входящих в состав гетероструктур. [6]
Границы раздела фаз в эвтектических композитах обычно полукогерентны. Несоответствие параметров решетки граничащих фаз может быть компенсировано дислокационными сетками на поверхности раздела. Поскольку дислокационные сетки могут взаимодействовать со скользящими дислокациями, они играют важную роль в пластической деформации; данный вид взаимодействия будет рассмотрен в следующем разделе. [7]
Исследовалось влияние ориентации подложек сапфира на морфологию поверхности и ориентацию эпитаксиальных слоев сульфида кадмия. Рассчитаны несоответствия параметров решеток для ряда плоскостей сапфира и сульфида кадмия. [8]
Наиболее легко монокристаллические слон растут на базисной плоскости сапфира ( 0001), где сохраняется симметрия подложки и наращиваемого кристалла. В табл. 1 приведены рассчитанные значения несоответствия параметров решеток сапфира и сульфида кадмия для различных плоскостей и направлений. [9]
Структурное совершенство эпитаксиальных ферритовых пленок, а следовательно, и их важнейшие свойства в значительной мере определяются условиями выращивания. Дефекты, встречающиеся в эпитаксиальных пленках ферритов, обусловлены дефектами подложек, несоответствием параметров решеток пленки и подложки, включениями посторонних фаз или компонентов растворителя, примесями. Дефекты, вызванные низким качеством подложек, могут быть сведены к минимуму только применением совершенных кристаллов и улучшением их механической обработки. Дефекты, связанные с несоответствием параметров решеток пленки и подложки, проявляют себя в виде трещин и дислокаций. [10]
Несоответствие параметров решеток, сопрягающихся при эпитаксиальном росте, может достигать значительных величин ( десятки процентов) и устраняется либо некоторым искажением решетки растущего кристалла и появлением дефектов в структуре кристалла, либо тем, что решетка растущего кристалла пристраивается к решетке зерен основного металла другими, но хорошо сопрягающимися плоскостями. Из микроструктуры, приведенной на рис. 45 6, видно, что из-за несоответствия параметров решетки на границе раздела шва имеется некоторое смещение в направлении границы основного металла, продолжающееся в паяном шве. [11]
Возможно дополнительное упрочнение, обусловленное взаимодействием дислокаций скольжения с дислокационными сетками на полукогерентных границах. Как указывалось выше, эти дислокации на поверхности раздела снимают упругие напряжения, связанные с несоответствием параметров решеток двух фаз. [12]
Другие авторы исследовали наращивание кремния на подложках Ge; были получены монокристаллические пленки методом сублимации в вакууме при скорости 14 А мин 1 при 830 С. Ньюман [144] показал, что пленки Si, выращенные на Ge, имели высокую плотность дефектов упаковки и изгиб, возникающие, по-видимому, из-за несоответствия параметров решеток. Кроме того, наблюдалось растрескивание пленок, вызванное разницей в коэффициентах термического расширения. [13]
В качестве примера подобной структуры будет рассмотрен солнечный элемент AlGaAs-GaAs, применяемый также в концентратор-ных системах. Наконец, солнечный элемент на основе структуры CdS - InP станет иллюстрацией конструкции, в которой в анизотипном переходе непосредственно используется преимущество контактирования материалов с малым несоответствием параметров решеток. [14]
Проблема несоответствия параметров решеток достаточно сложна. Хотя при малых несоответствиях не гарантируются большие значения КПД, а при больших иногда встречаются солнечные элементы с высоким КПД, тем не менее, как правило, предпочтительнее материалы с меньшим несоответствием решеток. Примером, когда малое несоответствие параметров решеток еще не означает возможность получения высокого КПД, служит структура ZnSe-GaAs. [15]