Ərintilərin sintezi

Ərintilərin sintezi
Yüksək təmizliyə malik çoxkomponentli yarımkeçirici materialların alın­ması, həm bərk cisimlər fizikası, həm də elektron texnikasının inkişafı üçün böyük maraq kəsb edir. Bu istiqamətdə aparılan çoxsaylı tədqiqat işləri yarımkeçirici materialların sintezi və alınmasının müxtəlif üsullarının müəyyənləşdirilməsinə həsr olunmuşdur.
Məqalədə TlIn_1-x Nd_x Se₂ sistemi xəlitələrinin müəyyən­ləşdirilmiş sintez rejimi şərh olunur.
Xəlitələr stexiometrik nisbətdə götürülmüş ilkin komponentlərin birgə əri­dilməsi yolu ilə alınmışdır. Tədqiqat üçün lazım olan materialların miqdarından asılı olaraq sintez olunacaq qarışığın miqdarı 2÷20 q təşkil edirdi. Ərintilərin sintezi zamanı ilkin elementlərin təmizlik dərəcələri aşağıdakı kimi olmuşdur. Tl- 99,999%, In- 99,999%, Nd -99,5%, digər aşqarlar (kütlə %)
NTE-0,31, Te-0,017,Ca-0,01, Cu-0,01; Se-xüsusilə təmiz. Göründüyü kimi, tallium, indium və selenin təmizliyi qənaətbəxşdir, lakin neodimin təmizliyi nisbətən aşağıdır. Neodimin tərkibinə daxil olan aşqarlarm çox hissəsinin lantanoidlər olmasına daxmayaraq bu, bir qayda olaraq onun əsasında alınmış materialların xassələrini kəskin surətdə dəyişməməlidir, amma hər halda Nd -də xeyli miqdarda digər aşqarlar ın olması bu elementin əlavə olaraq təmizlənməsi zərurətini yaradır. Bu zona əritməsi üsulu ilə həyata keçirilmişdir. Müəyyən olunmuşdur ki, 1450K temperaturda 6-7 dəfə aparılmış zona təmizlənməsi bu elementin təmizliyini 99,8%-ə qədər artırmağa imkan verir. Tədqiq olunan maddələrin sintezi havası 0.01Pa təzyiqə qədər sorulmuş kvars ampulalarda aparılmışdır. İçərisinə maddə doldurulumuş ampul sobaya daxil edilmiş, temperatur tədricən (20-25 dər/saat
sürətlə) 1300-1400K-ə qədər qaldırılmış, tərkibdən asılı olaraq ərintilər bu tempe­raturlarda 4-6 saat saxlanılmış, bundan sonra 15-20 dər/saat sürətlə otaq tempe­raturuna qədər soyudulmuşdur.
Sintez prosesində aşkar olunmuşdur ki, tərkibdə neodimin miqdarı artdıq­ca tədqiq olunan sistem xəlitələrinin alınma temperaturu və bu temperaturda saxlanma müddəti artırılmalıdır.
Sintez zamanı xəlitənin vibrasiya ilə qarışdırılması üsulundan istifadə edilmişdir. Qeyd olunan qaydada alınan külçələr bircins olmuşdur.
TlIn_1-x Nd_x Se₂ kristallarının sintezinin daha effektiv üsulu maili qoyularaq fırladılan ampulda soyudulma üsulu olmuşdur. 1/3 hissəsinə qədər qarışıqla dol­durulmuş ampulanm temperaturu tərkibdən asılı olaraq 40÷60 dər/saat sürətlə 960-1040K-ə qədər qızdırıldıqdan sonra həmin temperaturlarda 4-6 saat saxlanı­lır və 2 saat müddətində 1200-1300K-ə qədər qızdırılır. Bu temperaturda 48-50 saat saxlandıqdan sonra içərisində sintez olunan maddə olan ampula fırlanma hərəkətinə gətirilir və tərkibdə selenin miqdarı azaldıqca o qızdırıcıya daxil edilir. Bu proses başa çatdıqdan sonra sistemin temperaturu 850-900K-ə qədər azaldılır və bu temperaturda tərkibdən asılı olaraq 60-80 saat tab almağa qoyulur. Prose­sin sonunda soyutma otaq temperaturuna qədər davam etdirilir. Bu üsulla alınan külçələr tam bircinsli olub, p- tip keçiriciliyə malik olur.
Tədqiq olunan TllnSe₂ -TlNdSe₂ xəlitələrinin təmizlənməsi və monokristallarının alınması üçün zona əritməsi daha effektiv olmuşdur. Bu materiallar üçün zona əritməsinin effektivliyi onunla əlaqələndirilir ki, onlar istiliyə qarşı dözümlüdür, onlarda yaxşı həllolunan aşqarlar var, müsbət istidən genişlənmə əmsalına malikdir və orta temperaturlarda əriyir.