O’zbekiston respublikasi oliy va o’rta maxsus ta’lim vazirligi z. M. Bobur nomidagi andijon davlat univesiteti

a

b

1.2.2-rasm. 900 ^oC haroratda toblangan kremniy sirtidagi oksid qatlam tasviri: ×200 mezadarajada (a), ×40000 mikrodarajada (b)

1-jadval. 300÷900 ^oC haroratda shakllangan dislokatsiyalar jamlamasining zichligi va o‘lchamlari

Toblash t, ^oC	25	300	500	700	800	900
ρ, cm^-2	10^4	7×10^4	4×10^4	3,6×10^4	2,5×10^4	2,5×10^4
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 tuzilmasi kamroq erkin energiyaga ega bo‘lgan termik turg‘un xolatga kelgan. Bunday jarayon tufayli kremniy kristalini takomillashgan tuzilmaga 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 haroratda 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 haroratda toblanganda mezadarajada dislokatsiyalar jamlamasining o‘lchamlari kattalashib boradi. Bu vaqtda fraktal o‘lchamlarning va sirtning notekisligi kamayib boradi. Shuni ta’kidlash mumkinki, 500 ^oC haroratda toblash sirtdagi dislokatsiyalarning nuqsonli sohalarga oqishi oqibatida kremniy sirtining gomogenlashishiga olib keladi. Shuningdek, 700÷800 ^oC haroratli toblashda fraktal o‘lchamlarining kamayishi sirtdagi nuqsonli sohalarga oqishi hamda subdonadorlik va kichik burchakli chegaralarning shakllanshi bilan bog‘liqdir. Bunday o‘zgarishlar sirtning tozalanishiga va notekisliklarning kamayishiga olib keladi. 900 ^oC haroratda ishlov berilganda monokristal sirtida kremniy oksidi shakllanadi va bunday jarayon kremniyning kislorod bilan 800 ^oC dan yuqori haroratlarda ta’sirlashishi bilan bog‘liqdir. Mikrodarajada fraktal o‘lchamlar kattalashadi, monokristal kremniy sirti donadorlik tuzilishiga ega bo‘ladi. Shunday qilib, bir vaqtning o‘zida izotermik toblash jarayonida meza va mikrodarajada kremniy sirtining modifikatsiyalanishi kuzatildi. 300 ^oC haroratda toblash kremniy sirtidagi dislokatsiyalarning termik aktivlashgan harakatiga va sirtga chiqishiga olib keladi. 500, 700, 800 ^oC haroratda toblash dislokatsiyalarning nuqsonli sohalarga oqishi natijasida sirtni gomogenlashtiradi. 900 ^oC haroratda kremniy sirti oksidli qobiq bilan qoplanadi.
Endi monokristal kremniyga lazer nurining ta’sirini ko‘rib chiqaylik. Optik mikroskopiya natijalariga qaraganda 1000÷3000 impulsli lazer nuri ta’sirida monokristal kremniy sirtining qisman erishi kuzatiladi. Nurlanish sohasi atrofida katta miqdordagi dislokatsiyalar mavjud. Nurlanish sohasi ichida erigan joylar, katta zichlikdagi dislokatsiyalarga ega bo‘lgan qismlar, oksidli qatlam, kichik burchakli chegaralar mavjud.

a	b	c
1.2.3-rasm. a) 1000 impuls lazer nuri bilan nurlangan sohaning umumiy ko‘rinishi; b) kremniy qotishmasidagi to‘lqinsimon tuzilma; c) kremniy qotishmasidagi konsentrik tuzilmalar

Erigan sohalarda to‘lqin shaklli konsentrik tuzilmalar mavjudligi aniqlandi. To‘lqin shaklli tuzilmaning shakllanishi kremniy eritmasining oquvchan fazasida lazer ta’siri tugashi bilan kristallanishi bilan bog‘liqdir (1.2.3-b, c rasm). Konsentrik tuzilmaning 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 tuzilmasi shakllangan [20]. 5500÷6500 impulsli lazer nuri ta’sirida erigan kremniy sohasida davriy piramidal tuzilmalar aniqlandi. Piramidal tuzilmalarning o‘rtacha o‘lchami 7 mkm (1.2.4-rasm). Alohida piramidal tuzilmalarning o‘lchamlari 20±4 mkm gacha yetib boradi.

1.2.4-rasm. 5500÷6500 lazer impulslari ta’sirida paydo bo‘lgan piramidal tuzilmalar ko‘rinishi.

5500÷6000 impulsli rejimda kremniy eritmasida alohida piramidalar bilan bir qatorda piramidalar tuzilmalar koloniyasi mavjudligi aniqlandi. Lekin bunday sohalar yuzasi katta emas, piramidal tuzilmalar shakli va o‘lchami jihatidan turlichadir. Impulslarning 6500 gacha ortishida piramidal jamlama sohai kengayib boradi, piramidal tuzilmalar shakli va o‘lchami birjinslilikka intiladi. Piramidal jamlamalar barcha nurlanish rejimlarida deyarli bir xil zichlikka ega bo‘ladi (2-jadval).
2-jadval. Lazer nurlari impulslari sonining
piramidal tuzilmalar jamlamasi zichligiga ta’siri.