Структура і елементний склад плівок Pb1 – xSnxS

Abstract

В роботі методами дифрактометрії, растрової і атомно-силової мікроскопії, рентгенівського характеристичного випромінювання індукованого сфокусованим протонним пучком (PIXE), Резерфордівського зворотного розсіювання іонів гелію-4 проведено дослідження плівок твердих розчинів Pb1 – xSnxS, нанесених методом «гарячої стінки». Встановлено, що шари отримані в інтервалі температур конденсації Ts = (268-382) °C, мають практично однофазну кристалічну структуру орторомбічної модифікації з параметрами гратки, які знаходяться у діапазоні a = (0,4214-0,4293) нм, b = (1,1246-1,1313) нм с = (0,3980-0,4015) нм. Розміри областей когерентного розсіювання в плівках складають L(040) = (35,5- 47,5) нм, L(131) = (44,4-51,5) нм. Досліджено розподіл компонентів сполуки за площею плівок (ϻ-PІXE), а також визначено їх елементний склад (PІXE). Встановлено, що отримані зразки дещо збіднені сіркою в порівнянні зі стехіометричним складом. Атомна концентрація компонентів, що входять до складу твердого розчину, змінюється в інтервалі СPb = 12,71-19,13; CSn = 40,29-44,46; CS = 38,36-42,75 ат. %. При збільшенні температури підкладки вміст свинцю в плівках збільшується, а сірки зменшується, атомна концентрація олова при цьому змінюється слабко.

В работе методами дифрактометрии, растровой и атомно-силовой микроскопии, рентгеновского характеристического излучения индуцированного сфокусированным протонным пучком (PIXE), Резерфордовского обратного рассеяния ионов гелия-4 проведено исследование пленок твердых растворов Pb1 – xSnxS, нанесенных методом «горячей стенки». Установлено, что слои полученные в интервале температур конденсации Ts = (268-382) °C, имеют практически однофазную кристаллическую структуру орторомбической модификации с параметрами решетки, которые находятся в диапазоне a = (0,4214-0,4293) нм, b = (1,1246-1,1313) нм, с = (0,3980-0,4015) нм. Размеры ОКР в пленках составляют L(040) = (35,5-47,5) нм, L(131) = (44,4-51,5) нм. Исследовано распределение компонентов соединения по площади пленок (ϻ-PIXE), а также определен их элементный состав (PIXE). Установлено, что полученные образцы несколько обеднены серой по сравнению со стехиометрическим составом. Атомная концентрация компонентов, входящих в состав твердого раствора, изменяется в интервале СPb = 12,71-19,13; CSn = 40,29-44,46; CS = 38,36- 42,75 ат. %. При увеличении температуры подложки содержание свинца в пленках увеличивается, а серы уменьшается, атомная концентрация олова при этом меняется слабо.

In this paper by the methods of diffractometry, scanning and atomic force microscopy, X-ray characteristic radiation induced by focused proton beam (PIXE), Rutherford backscattering of helium-4 ions we have investigated Pb1 – xSnxS films obtained by "hot wall". It was found that layers obtained by condensation in the temperature range of Ts = (268-382) °C have virtually a single phase orthorhombic crystal structure with lattice parameters which vary in the range of a = (0.4214-0.4293) nm, b = (1.1246-1.1313) nm, c = (0.3980- 0.4015) nm. CSD sizes in the films are equal to L(040) = (35.5-47.5) nm, L(131) = (44.4-51.5) nm. The distribution of the components of a compound of films (ϻ-PIXE) and their elemental composition (PIXE) are determined. It was found that some samples were depleted by sulfur in comparison with the stoichiometric composition. Atomic concentration of the components of the solid solution varies in the range of СPb = 12.71-19.13; CSn = 40.29-44.46; CS = 38.36-42.75 at. %. By increasing the substrate temperature, the lead content in the films increases and the sulfur content decreases, the atomic concentration of tin in this case varies slightly.