The chemical, phase composition and optical properties of ZnxCd1-xS films obtained by close spaced vacuum sublimation

Abstract

Вивчено оптичні властивості, хімічний та фазовий склад плівок ZnxCd1-xS, отриманих вакуумним випаровуванням у квазізамкненому об’ємі (КЗО).Плівки твердого розчину нанесено при температурах підкладки і випарника Ts = 573 K та Te = 1273 K відповідно. Для подальшого осадження плівок ZnxCd1-xS порошки ZnS та СdS змішані у різних вагових співвідношеннях (x=0; 0.2; 0.4; 0.6; 0.8; 1.0). Виявлено, що оптичні властивості (коефіциент пропусконої здатності, коефіциент пропускання та поглинання) плівок ZnxCd1-xS залежать від їх хімічного складу і можуть регулюватися ваговим складом віхідної шихти. Встановлено, що фактичні концентрації цинку у плівкаї вищі, ніж очікувалося, а товщина плівок зменшується зі збільшенням ч. Ці результати показують, що тонкі шари твердого розчину ZnxCd1-xS, отримані методом КЗО, мають поліпшені оптичні параметри, високу якість кристалів і хорошу стехіометрію.

Изучены оптические свойства, химический и фазовый составы пленок ZnxCd1-xS полученный вакуумным испарением в квазизамкнутом объеме. Пленки твердого раствора наносили при температурах положки и испарителя Ts = 573 K и Te = 1273 K соответственно. Для дальнейшего осаждения пленок Ts = 573 K and Te = 1273 K порошки ZnS и CdS смешаны в различных весовых соотношениях (x=0; 0.2; 0.4; 0.6; 0.8; 1.0). Обнаружено, что оптические свойства ( коэффициент пропускной способности, коэффициент пропускания и поглощения) пленок ZnxCd1-xS зависят от их химического состава и могут регулироваться весовым составом исходной шихты. Установлено, что фактические концентрации цинка в пленках выше, чем ожидалось, а толщина пленок уменьшается с увеличением x. Эти результаты показывают, что тонкие слои твердого раствора ZnxCd1-xS, полученные методом КСО, имеют улучшенные оптические параметры, высокое качество кристаллов и хорошую стехиометрию

The optical properties, chemical and phase composition of ZnxCd1-xS films obtained by close-spaced vacuum sublimation (CSS) were studied using X-ray diffraction, energy dispersive X-ray analysis and optical spectroscropy methods. The solid soluton films were deposited at the substrate and evaporator temperatures of Ts = 573 K and Te = 1273 K, respectively. ZnS and CdS powders were mixed with different weight ratios (x=0; 0.2; 0.4; 0.6; 0.8; 1.0) for futher deposition of ZnxCd1-xS films. It was found that the optical properties ( bang gap, transmission and absorption coefficients) of ZnxCd1-xS films depends on the chemical composition and can be controlled by the weight percentages of the initial powders. It was found that the actual zinc concetrations in the films is higher than expected and the film thickness reduces with increasing of x. This results demonstrate that ZnxCd1-xS solid solutions films obtained by CSS have improved optical parameters, high crystal quality and good stoichiometry.