3.5. Оптические свойства
Спектры пропускания и отражения пленок ZnS, полученных при
различных температурах конденсации (рис. 3.21) и спектры пропускания пленок ZnSe (рис. 3.22), имеют осциллирующий характер. Спектры пленок ZnS (рис. 3.21) с температурами конденсации 173 К и 223 К имеют переходный вид между осциллирующим и монотонным. Максимумы
95
Распределение
по высотам наноструктурных образований
ZnSe, 
выращенных на различных типах подложек от температуры конденсации
а)
б)
Подложки: а) SiO2, б) Si
Рис. 3.19.
96
Распределение
по высотам наноструктурных образований
ZnS, выращенных 
на различных типах подложек от температуры конденсации
а)
б)
Подложки: а) SiO2, б) Si
Рис. 3.20.
97
Спектры
пропускания (а)
и отражения (б)
пленок сульфида цинка, 
осажденных при различных температурах конденсации
а)
б)
Рис. 3.21.
98
Спектры
пропускания пленок селенида цинка,
осажденных при различных 
температурах конденсации
Рис. 3.22.
99
пропускания
совпадают с минимумами отражения и
наоборот. В области 
слабого поглощения коэффициент пропускания уменьшается с уменьшением длины волны. Наличие экстремумов объясняется явлением интерференции, которая зависит от толщины исследуемых пленок.
Если на спектрах пропускания исследованных структур не наблюдаются особенности, обусловленные неоднородностями пленок, а именно уменьшение
амплитуды осцилляции в Т() и увеличение Тm с уменьшением длины волны,
то можно сделать вывод об однородности всех исследованных пленок. Это
заключение позволяет определить коэффициенты преломления из спектров пропускания в областях прозрачности и слабого поглощения по формуле (2.39). Зависимости показателя преломления от температуры конденсации для пленок сульфида и селенида цинка при длине волны 500 нм представлены на рис. 3.23. В интервале от 273 К до 223 К отсутствует существенное влияние температуры конденсации на показатель преломления, а при дальнейшем уменьшении температуры от 223 К до 123 К наблюдается рост показателя преломления от 2,1 до 2,44 у ZnSe и от 1,74 до 1,86 у ZnS.
Коэффициенты поглощения (h) в области межзонных переходов
рассчитывались по формуле (2.30). По вычисленным спектральным
зависимостям (h) для пленок ZnS были определены энергии запрещенной зоны. Зависимость энергии запрещенной зоны от температуры конденсации представлена на рис 3.24. Характер данной зависимости идентичен зависимости показателя преломления от температуры конденсации. При температуре конденсации от 273 К до 223 К энергия запрещенной зоны изменяется от 3,66 эВ до 3,47 эВ. При понижении температуры от 223 К до 123 К происходит увеличение энергии запрещенной зоны от 3,47 эВ до 3,58 эВ.
Используя результаты просвечивающей электронной микроскопии,
построена зависимость энергии запрещенной зоны от среднего диаметра зерна пленок ZnS (рис. 3.25). С увеличением среднего диаметра зерна от 4 нм до 7 нм происходит уменьшение энергии запрещенной зоны от 3,58 эВ до 3,47 эВ.
Отличительной особенностью зависимости является то, что при дальнейшем
100
Влияние
температуры конденсации на показатель
преломления 
при длине волны 500 нм
Рис. 3.23.
Влияние температуры конденсации на энергию запрещенной зоны
Рис. 3.24.
101
Влияние
размера зерна на энергию запрещенной
зоны 
Рис. 3.25.
102
увеличении
размера зерна до 8 нм происходит не
уменьшение энергии 
запрещенной зоны, а увеличение до 3,66 эВ.
Вывод по третьей главе
В результате исследований обнаружено:
влияние температуры конденсации на скорость роста пленок, зависимость
скорости роста от температуры конденсации имеет не монотонный характер;
понижение температуры конденсации от 273 К до 123 К приводит к изменению структуры нанокристаллических пленок сульфида и селенида цинка; увеличивается размер включений гексагональной фазы в кубической матрице; изменяется соотношение концентраций элементов; меняются
оптические свойства;
103