ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Влияние структуры поверхности подложки на ориентированную кристаллизацию из "Ориентированная кристаллизация" Большое значение при изучении эпитаксии имеют правильный выбор подложки и тщательное изучение структуры ее поверхности. [c.30] С другой стороны, Шульц показал, что примеси, адсорбируемые на поверхности при хранении образца в вакууме, не изменяют ориентирующего действия кристалла-подложки. Наличие на поверхности кристаллов примесей, адсорбируемых из атмосферы или химического реактива, часто не влияет на тип наблюдаемой ориентации, но может существенно изменить степень ее совершенства. Кроме того, при адсорбции некоторые примеси способны дезактивировать на поверхности так называемые активные центры , которые играют существенную роль в образовании зародышей новой фазы. В качестве примеров такой дезактивации можно привести действие молекул воды на поверхность скола каменной соли [94, 95] (см. гл. 9) и влияние водорода на поверхность никеля [56] (см. гл. 6). В связи с указанными обстоятельствами целесообразно использовать только свежеприготовленные подложки или проводить перед осаждением тщательную очистку поверхности. [c.30] Выше указывалось, что в равновесии поверхность кристаллов стремится к минимуму свободной поверхностной энергии. [c.31] Учитывая, что величина поверхностной энергии анизотропна, можно указать на две различные тенденции, ведущие к образованию промежуточных состояний [91]. Во-первых, может оказаться энергетически выгодным увеличение поверхности в связи с появлением граней с малой свободной поверхностной энергией. Это означает, что минимумы поверхности и свободной поверхностной энергии реализуются не совместно. Вследствие этого возникает естественная шероховатость , являющаяся совокупностью макроскопических ступеней на поверхности произвольного сечения кристалла плоскостью шлифа [75]. Во-вторых, к уменьшению свободной поверхностной энергии может привести сглаживание случайных или искусственно созданных дефектов ( залечивание ). Оба указанных поверхностных процесса подробно исследованы на каменной соли [91]. [c.32] Ниже будут описаны работы, относящиеся к изучению микронерегулярностей, так как именно эти дефекты играют при ориентированной кристаллизации первостепенную роль. [c.32] Из экспериментальных способов изучения структуры поверхности наибольшее распространение получили оптические и электронномикроскопические методы. Электронная дифракция для этой цели используется несколько реже, что объясняется трудностями интерпретации отдельных дифракционных эффектов из-за отсутствия необходимой теоретической основы. [c.32] Под гладкими поверхностями мы будем, следуя Пэшли [93], понимать лишь такие, которые обеспечивают полное отражение (рис. 9, а). Многие авторы делают вывод относительно высокого совершенства поверхности по наличию па электронограммах отчетливых кикучи-линий. По мнению Пэшли, образование последних не может быть непосредственно связано с формой поверхности. [c.34] В тех случаях, когда в качестве подложек используются кристаллы с поверхностью типа рис. 9, б, важно установить, какие фасетки содержит такая поверхность. [c.34] НОГО исследования поверхности в различных направлениях автору удалось получить однозначную информацию относительно структуры поверхности [53]. [c.35] Пэшли [53] подробно изучил, как влияют фасетки, имеющиеся на поверхности подложки, на структуру и ориентацию растущих на этой поверхности зародышей другого вещества. В качестве подложек использовались серебряные монокристаллы двух типов 1) с электрополированной относительно гладкой поверхностью 2) с поверхностью, полученной путем электролитического травления. В последнем случае поверхность была более грубой и содержала значительное количество хорошо определимых фасеток, которые указаны в табл. 1. [c.35] Из табл. 1 видно, что не все кристаллографически эквивалентные фасетки одновременно наблюдались на изучаемой поверхности. Однако плоскости фасеток, наклоненные к основной поверхности под одинаковыми углами, обязательно наблюдались одновременно. [c.35] Кристаллизация зародышей на фасетках обнаружена также Лукасом 54] при окислении и образовании соединения С(15 на некоторых электрополированных плоскостях монокристалла кадмия и Лолессом с сотрудниками [1(17—118] при окислении монокристаллов меди. [c.36] Существует несколько етодоБ приготовлеиия относительно гладкий монокристальных поверхностей, которые могут быть использованы при изучении эпитаксии [119]. К их числу можно отнести 1) непосредственный рост кристаллов из раствора или паровой фазы 2) электрополировку 3) конденсацию в вакууме на монокристальную поверхность 4) скол естественных или искусственных кристаллов. [c.37] Кристаллы, образующиеся из раствора или паровой фазы, часто имеют весьма совершенную структуру и гладкую поверхность (нитевидные кристаллы или усы ). Однако вследствие незначительных размеров они редко используются в качестве ориентирующих подложек. Большие кристаллы, выращенные указанным методом, часто имеют хорошо выраженную огранку. Однако их изучение показывает i[88, 105], что структура поверхности содержит многочисленные ступени и другие дефекты. [c.37] Разработанный Пэшли метод получил широкое распространение в самых разнообразных исследованиях [90, 123, 124]. Некоторые из них будут описаны ниже. [c.38] Менее гладкие монокристальные пленки могут быть получены путем конденсации металлов на плоскостях скола каменной соли и окиси магния [125]. [c.38] Очень подробная информация относительно топографии поверхности каменной соли и некоторых других веществ получена Бассеттом Ш] с помощью метода декорирования зародышами золота (см. гл. 9, п. 1). [c.39] По мнению Шираи Р28], поверхность скола каменной соли может быть сглажена путем термического нагрева при температуре выше 600° С, при которой имеет место заметное испарение вещества. Однако такое представление является неправильным. Более того, отжиг может привести к некоторому огрублению поверхности ,129, 130]. Б частности, при нагреве кристалла выше 250°С появляются ямки травления, дополнительные октаэдрические углубления, обусловленные, вероятно, агрегацией вакансий, а при 400°С образуется поверхностная сетка дислокаций. [c.39] Вернуться к основной статье