Получение монокристаллов из раствора в расплаве

Элементы второй группы ведут себя в арсениде индия как акцепторы, а шестой — как доноры [6]. Поэтому тип проводимости растворов вблизи арсенида индия обусловлен избытком определенного компонента в нем. Высокая и слабо зависящая от состава концентрация носителей заряда, как следует из работы [3] и наших экспериментов, определяется техникой приготовления раствора, а не предельной растворимостью атомов соответствующего компонента в нем. Элементы, входящие в состав раствора, имеют резко отличные коэффициенты сегрегации, диффузии и давления паров при температуре кристаллизации, что препятствует попарному внедрению их в расплав в виде нейтральных образований. По-видимому, всегда имеется преимущественный уход элемента второй или шестой группы в газообразную фазу, а оставшийся элемент обусловливает высокую концентрацию носителей заряда и тип проводимости раствора. Такими элементами для систем 1—5 являются кадмий и цинк, для системы б — теллур. Это подтверждается тем, что в системе 3 в зависимости от технологии приготовления можно получить кристаллы не только п-, но и р-типа. Выращивая кристаллы под избыточным давлением паров кадмия, авторы работы [3] показали возможность получения образцов р-типа. Монокристаллы сплавов этой системы р-типа получены нами в процессе химических транспортных реакций [7]. Изменение типа проводимости с электронного на дырочный наблюдалось нами в системе 5 при получении кристаллов под избыточным давлением паров цинка. [c.246]

Если очищенные вещества находятся в твердом состоянии, а удельная поверхность кристаллов мала (как в случае монокристаллов), то при обычных температурах большинство примесных атомов не проникает глубоко в кристалл, и загрязнение ограничивается поверхностью. Однако при нагреве адсорбированные на поверхности примеси могут проникнуть в объем кристалла. В принципе это можно устранить, если до нагрева подвергнуть кристалл травлению. Однако при травлении следует соблюдать максимальную осторожность. Во-первых, химические реактивы, которые в соответствии с обычными стандартами считаются чистыми , значительно уступают сверхчистым кристаллическим веществам, полученным с помощью зонной плавки. Во-вторых, примеси из травителя выделяются на чистом материале по электрохимическому механизму. Так, например, ведут себя медь на германии, золото на кремнии. Следовательно, травление, вместо того чтобы очищать поверхность, загрязняет ее. Чтобы этого не происходило, поверхность промывают раствором, который образует растворимое комплексное соединение с рассматриваемой примесью. В частности, для удаления меди используют раствор или расплав цианида калия [37—39]. В то же время примесные атомы, даже когда их на поверхности твердой фазы и нет, могут попасть туда при нагревании либо из газа, либо со стенок сосуда. Например, медь присутствует почти везде и избежать ее почти не удается. Это особенно неприятно, поскольку медь проникает со сравнительно высокой скоростью в большинство кристаллических тел при удивительно низких температурах — в германий при 700° [39], в сульфид свинца при 300 [40] и в теллурид висмута при 100° [40а]. В подобных случаях проникновение меди в кристалл предупреждают, приводя образец в контакт с такими веществами, которые не проникают в кристалл или по крайней мере проникают в него значительно медленнее, чем медь такие вещества образуют жидкую или твердую фазу и взаимодействуют с медью гораздо энергичнее, чем с рассматриваемым чистым веществом. Такие вспомогательные вещества служат как бы стоком для примеси. Иначе говоря, равновесие чистая твердая фаза /кристалл/ч=ь сток характеризуется коэффициентом распределения [c.22]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология