电子束蒸发沉积碲锗铅薄膜的微结构和化学组分研究.pdf

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1、第32卷第6期2010年12月光学仪器OPTICALINSTRUMENTSV01．32，No．6December，2010文章编号：1005—5630(2010)06—0066—04电子束蒸发沉积碲锗铅薄膜的微结构和化学组分研究*谢平，李斌，刘定权，张素英(中国科学院上海技术物理研究所，上海200083)摘要：为了探寻碲锗铅(Pbl--xGexTe)薄膜的最佳沉积方式，在硅基片上采用电子束蒸发沉积碲锗铅(Pb0．，8Geo．22Te)薄膜。使用x射线衍射(XRD)、电子扫描显微镜(SEM)、能量散射X射线分析(EDAX)等手段对

2、薄膜的微结构和化学配比特性进行了分析。发现碲锗铅薄膜为多晶结构，具有明显的择优取向，晶粒多为矩形，薄膜中未出现其它相关氧化物。与热蒸发膜层相比，电子束蒸发沉积的膜层有更为完善的晶体结构。关键词：碲锗铅(Pbl一，G岛Te)；电子束蒸发；光学薄膜；微结构；化学组分中图分类号：TN213文献标识码：Adoi：10．3969／j．issn．1005—5630．2010．06．015Microstructureandstoichiometryoflead-germanium-telluridefilmsdespositedusingel

3、ectronbeamevaporationonsiliconsubstratesXIEPing，LIBin，LIUDingquan，ZHANGSuying(ShanghaiInstituteofTechnicalPhysics，ChineseAcademyofSciences，Shanghai200083，China)Abstract：Inordertofindasuitablemethodtodepositlead-germanium-telluridefilms。thin-filmsweredepositedonsilico

4、nsubstratesusingelectronbeamevaporation．TheresourcematerialisPb0．78C,eo．zzTebulkingot．X-raydiffraction(XRD)，scanningelectronmicroscope(SEM)，energy—dispersiveanalysisbyX-ray(EDAX)wereusedtOinvestigatethemicrostructureandthestoichiometryofthethin-films．ItiSshownthatthi

5、n-filmsoflead-germanium-telluridearepolycrystallineandhaveapreferredorientation．Itisalsorevealedthatthegrainsappearasrectanglesandnootherphasesandoxidesaredetected．Itcanbeconcludedthatcomparedwithresistanceevaporation，highkineticenergyofparticlesevaporatedbyelectronb

6、eamfavortheformationofperfectcrystallineinthinfilms．Keywords：lead-germanium-telluride；electronbeamevaporation；thin-film；microstructure；stoichiometry引言碲锗铅(Pb·一，Ge，Te)是Ⅳ～Ⅵ族窄禁带半导体材料PbTe与GeTe的赝二元合金固溶体，是一种新型的红外高折射率光学薄膜材料。它不但有高的折射率(4．8---5．6)，宽的透光范围(3～25弘m)，优异的力’收稿日期：2010-

7、05-07作者简介：谢平(1980-)，男，浙江绍兴人，助理研究员，硕士，主要从事红外光学薄膜方面的研究。第6期谢平，等：电子束蒸发沉积碲锗铅薄膜的微结构和化学组分研究·67·学性能[1’4]，使用该材料还可以制备出温度稳定的红外薄膜光学元件Es-s]。通过文献调研发现，在Pb。一。Ge，Te光学薄膜的研究过程中，薄膜的制备方法全部采用热电阻蒸发的方式，未见其他制备方法的相关报道。电子束蒸发方式可以使被蒸发的粒子具有比较高的动能，从而提高膜层的附着力、机械强度和可靠性。采用电子束蒸发方法制备Pbt一。Ge，Te光学薄膜，考察膜层

8、的微结构和相关特性，对于该膜层的充分应用是一项有意义的工作。l实验采用改进的垂直Bridgman熔体生长法合成的碲锗铅(Pbo．，sGeo．zzTe)多晶材料作为膜层的待蒸发材料，在国产KD-500型光学镀膜机上用电子束蒸发沉积碲锗铅薄膜，基片为①10×0．8m