Дяденчук А. Ф.

Бердянский государственный педагогический университет, Украина

Исследование поверхности пористого селенида цинка

 

Пористые полупроводники на сегодня рассматриваются как весьма перспективные оптические материалы, с помощью которых можно создавать интегрированные оптоэлектронные системы высокой степени интеграции. Изучению данных структур было начато с изучения свойств por-Si и por-Ge. Наиболее изученными сейчас представляются двумерные периодические структуры из соединений A3B5. Соединения A3B5 являются основными материалами современной оптоэлектроники [1-2].

Однако изучению свойств пористых наноструктур А2В6 уделено значительно меньше внимания. Данная работа посвящена получению и изучению морфологии пористых слоев ZnSe, полученного методом электрохимического травления.

Одним из способов получения таких структур является метод электрохимического травления. В эксперименте была использована стандартная фторопластовая электрохимическая ячейка с платиной на катоде, в качестве анода использовались образцы монокристаллического селенида цинка n-типа проводимости с полированной поверхностью. Омические контакты на обратной стороне полупроводниковых образцов образовывались при помощи магнитронного напыления цинковой пленки. В качестве электролитов использовались следующие растворы кислот: HF:C2H5OH=2:1, HF:C2H5OH=1:2, HNO3:C2H5OH=3:1, HNO3:C2H5OH=4:3; HNO3:C2H5OH=3:2; HNO3:C2H5OH=1:1; HNO3:C2H5OH=1:2, HF:HNO3:C2H5OH=2:3:2; HF:HNO3:C2H5OH=3:3:2; HF:HNO3:C2H5OH=1:2:2; HF:HNO3:C2H5OH=1:2:1, HCl:HNO3:HF=1:1:2, HF:HNO3:HCl=2:3:3 та HCl:HF:HNO3=1:1:1.

Основываясь на микроснимках сканирующего электронного микроскопа, можно судить о том, что пористый слой может делиться на три четких области: первая, средняя и нижняя области. Первой области соответствует область, в которой начальные поры были сформированы в пределах поверхности основания образца. Средняя область – область, где порообразование продвинуто вглубь образца, тогда как нижняя область соответствует наконечнику продвигающей поры.

 

Рис.1. CЭМ-изображение пористого ZnSe, полученного методом электрохимического травления в течении 15 мин, электролит HF:HNO3:HCl=2:3:3, j=150 мА/см2.

 

Также наблюдалось образование на поверхности por-ZnSe кристаллитов.

На рис.2 отчетливо видны кристаллиты, которые представляют собой цветкоподобные образования на поверхности пористого образца.

 

Рис. 2. Микрофотография образованных во время электрохимического травления кристаллитов.

 

В табл. 1 приведен химический состав одного из выбранных участков (спектр снят для участка, приведенного на рис. 3). В процессе электрохимического травления полупроводникового соединения ZnSe произошло нарушение стехиометрического состава соединения.

 

Рис. 3. Поверхность пористого ZnSe, для которого был произведен химический анализ.

 

Табл. 1.

Процентный состав элементов на поверхности пористого n-ZnSe

Спектр

O

Zn

Se

Итог

1

0.90

56.83

42.28

100.00

 

Список литературы:

1.           Практикум по химии и технологии полупроводников: Учеб. пособие для студентов вузов /Анохин В.З., Гончаров Е. Г., Кострюкова Е. П. и др. Под ред. Угая Я. А. — М.: Высш. школа, 1978. —  191 с.

2.           Федоров А.В. Физика и технология гетероструктур, оптика квантовых наноструктур. Учебное пособие. – СПб: СПбГУ ИТМО., 2009. С. 195.