|
3.3-rasm. Monokristal kremniy sirtiningщrtacha fraktal щlchamlarining toblash temperaturasiga bog‘liqligi
Optik mikroskopiya natijalariga qaraganda monokristal kremniy sirtining relefida quyidagicha mezadarajadagi o‘zgarishlar yuz bergan. 300 oC temperaturadagi termik ishlov natijasida dislokatsiyalar zichligi qisman ortgan va ular bir tekis taqsimlangan (2-jadval). 500-700 oC temperaturada ishlov berilganda dislokatsiyalar zichligi kamayib, ularning o‘lchamlari kattalashgan. 800 oC temperaturada ishlov berilganda dislokatsiyalar jamlangan lokal xududlar atrofida termik kuchlanishlar paydo bo‘lgan. 900 oC temperaturada notekis oksidli qobiqlar shakllangan (3.4-rasm).
3.4-rasm. 900 oC temperaturada toblangan kremniy sirtidagi oksid qobiq tasviri: a) mezadarajada, ×200; b) mikrodarajada, ×40000.
3-jadval. 300-900 oC temperaturada shakllangan dislokatsiyalar jamlamasining zichligi va o‘lchamlari
Toblash
t, oC
|
25
|
300
|
500
|
700
|
800
|
900
|
ρ, cm-2
|
104
|
7×104
|
4×104
|
3,6×104
|
2,5×104
|
2,5×104
|
ddis, mkm
|
2,7
|
3
|
3,4
|
4,2
|
4,5
|
4,5
|
Izotermik ishlov natijasida sirtning modifikatsiyalanishi quyidagi tartibda tushuntirilgan. Monokristal kremniyning sirti ideal bo‘la olmasligidan, doimiy tarzda nuqtaviy nuqsonlar, mikroyoriqlar va dastlabki dislokatsiyalarga ega bo‘lgan. Kristallni qizdirish paytida termik aktivlashish jarayoni yuz bergan. Natijada kremniy strukturasi kamroq erkin energiyaga ega bo‘lgan termik turg‘un xolatga kelgan. Bunday jarayon tufayli kremniy kristalini takomillashgan strukturaga o‘tishi kuzatiladi. Nuqtaviy nuqsonlar dislokatsiyalarga, fazalararo chegaralarga oqib o‘tadi, shuningdek dislokatsiyalarning qayta taqsimlanishi tufayli qisman anniglyatsiya jarayoniga va subchegaralar paydo bo‘lishiga olib keladi zeren [18].
Fraktal o‘lchamlarning turlicha o‘zgarishini tushuntirish maqsadida monokristal kremniy sirtining modifikatsiyalanishini bir vaqtda meza va mikro darajada ko‘ramiz. 300 oC temperaturada toblanganda mezadarajada dislokatsiyalar bir tekis taqsimlangan, ham mikrodarajada sirtning fraktal o‘lchamlari va notekisligi ko‘payib boradi. Bunday xolat asosan dislokatsiyalar harakatining faollanishi va sirtga chiqishi tufayli kuzatiladi. 500 oC temperaturada toblanganda mezadarajada dislokatsiyalar jamlamasining o‘lchamlari kattalashib boradi. Bu vaqtda fraktal o‘lchamlarning va sirtning notekisligi kamayib boradi. Shuni ta’kidlash mumkinki, 500 oCtemperaturada toblash sirtdagi dislokatsiyalarning defektli zonalarga oqishi oqibatida kremniy sirtining gomogenlashishiga olib keladi. Shuningdek, 700-800 oC teperaturali toblashda fraktal o‘lchamlarining kamayishi sirtdagi defektli hududlarga oqishi hamda subdonadorlik va kichik burchakli chegaralarning shakllanshi bilan bog‘liqdir. Bunday o‘zgarishlar sirtning tozalanishiga va notekisliklarning kamayishiga olib keladi. 900 oS temperaturada ishlov berilganda monokristal sirtida kremniy oksidi shakllanadi va bunday jarayon kremniyning kislorod bilan 800 oS dan yuqori temperaturalarda ta’sirlashishi bilan bog‘liqdir. Mikrodarajada fraktal o‘lchamlar kattalashadi, monokristal kremniy sirti donadorlik mtrukturasiga ega bo‘ladi. Shunday qilib, bir vaqtning o‘zida izotermik toblash jarayonida meza va mikrodarajada kremniy sirtining modifikatsiyalanishi kuzatildi. 300 oC temperaturada toblash kremniy sirtidagi dislokatsiyalarning termik aktivlashgan harakatiga va sirtga chiqishiga olib keladi. 500, 700, 800 oС temperaturada toblash dislokatsiyalarning defektli hududlarga oqishi natijasida sirtni gomogenlashtiradi. 900 oC temperaturada kremniy sirti oksidli qobiq bilan qoplanadi.
Endi monokristal kremniyga lazer nurining ta’sirini ko‘rib chiqaylik. Optik mikroskopiya natijalariga qaraganda1000-3000 impulsli lazer nuri ta’sirida monokristal kremniy sirtining qisman erishi kuzatiladi. Nurlanish zonasi atrofida katta miqdordagi dislokatsiyalar mavjud. Nurlanish zonasi ichida erigan uchastkalar, katta zichlikdagi dislokatsiyalarga ega bo‘lgan qismlar, oksidli qatlam, kichik burchakli chegaralar mavjud.
3.5-rasm. A) 1000 impuls lazer nuri bilan nurlangan zonaning umumiy ko‘rinishi; V) kremniy qotishmasidagi to‘lqinsimon struktura; S) kremniy qotishmasidagi konsentrik strukturalar.
Erigan zonalarda to‘lqinshaklli konsentrik strukturalar mavjudligi aniqlandi. To‘lqinshaklli strukturaning shakllanishi kremniy eritmasining oquvchan fazasida lazer ta’siri tugashi bilan kristallanishi bilan bog‘liqdir (3.5(V, S)-rasm). Konsentrik strukturaning mavjudligi lazer nurlari ta’sirida kremniy atomlari va klasterlar atomlari kinetik energiyasining ortishi va ablyatsiyalanishi bilan bog‘liqdir. Eritmadan uchib chiquvchi tomchilar kondensirlanib, sirtnrng konsentrik strukturasi shakllangan [20]. 5500-6500 impulsli lazer nuri ta’sirida erigan kremniy zonasida davriy piramidal strukturalar aniqlandi. Alohida pyramidal strukturalarning o‘lchamlari 20±4 mkm gacha yetib boradi. Piramidal strukturalarning o‘rtacha o‘lchami 7 mkm (3.6-rasm).
3.6-rasm. 5500–6500 lazer impulslari ta’sirida paydo bo‘lgan piramidal strukturalar ko‘rinishi.
5500-6000 impulsli rejimda kremniy eritmasida alohida piramidalar bilan bir qatorda piramidalar strukturalar koloniyasi mavjudligi aniqlandi. Lekin bunday zonalar yuzasi katta emas, piramidal strukturalar shakli va o‘lchami jihatidan turlichadir. Impulslarning 6500 gacha ortishida piramidal jamlama hududi kengayib boradi, piramidal strukturalar shakli va o‘lchami birjinslilikka intiladi. Piramidal jamlamalar barcha nurlanish rejimlarida deyarli bir xil zichlikka ega bo‘ladi (4-jadval).
4-jadval. Lazer nurlari impulslari sonining piramidal strukturalar
jamlamasi zichligiga ta’siri.
Do'stlaringiz bilan baham: |
