(Cd,Mn)Te - Instytut Fizyki PAN

2.4.1. TECHNOLOGIA WZROSTU KRYSZTAŁÓW (Cd,Mn)TeJedną z bardziej popularnych metod wzrostu objętościowych kryształów jestmetoda Bridgmana. Opiera się ona na stopniowym schładzaniu wcześniej stopionejmasy krystalizowanego materiału. Kryształy formują się na dnie tygla i rosną,aż do całkowitego wyczerpania się masy stopionego substratu. Umożliwia ona wzrostkryształów w warunkach ruchomego gradientu temperatury bądź ruchomego tygla. Gdystosuje się ruchomy tygiel wypełniony stopioną masą, który opuszcza się stopniowoprzez obszar stałego gradientu temperatury, wzrost kryształów zachodzi na powierzchniposiadającej temperaturę zbliżoną do temperatury topnienia krystalizowanegomateriału. Ze względu na rodzaj używanego pieca podczas procesu krystalizacjimożemy wyróżnić dwa podstawowe warianty tej metody: poziomy wzrost metodąBridgmana (Horizontal Bridgman – HB) i pionowy wzrost metodą Bridgmana (VerticalBridgman – VB).Jak już wcześniej zostało wspomniane, Cd 1-x Mn x Te dla 0 < x < 0,7 krystalizujew strukturze blendy cynkowej. Gdy x przekroczy tą granice występują różne fazy.Podczas wzrostu kryształów z roztworu, mamy do czynienia ze zjawiskiem segregacji.Proces ten powoduje znaczną różnicę w składzie ciała stałego i cieczy będącychw równowadze termodynamicznej. Na wykresie fazowym segregacja - powstawanieciała stałego w innym składzie niż w fazie ciekłej przy tej samej temperaturze – objawiasię tym, iż linie „liquidusu 6 ” i „solidusu 7 ” są od siebie odległe. W przypadku brakusegregacji współczynnik segregacji k 0 wynosi 1 i taką sytuację przedstawia wykresfazowy dla (Cd,Mn)Te (rys. 2.4.1.1) dla składu 0 < x < 0,2.Bliska zbieżność krzywych „liquidus” i „solidus” sygnalizuje, że układ jestidealnie dopasowany dla wzrostu metodą Bridgamana i nie ma segregacji Mn. Punkttopnienia, który dla czystego CdTe przypada na 1100 °C obniża się delikatnie wrazze wzrostem zawartości Mn. Przykładowo w Cd 1-x Mn x Te dla x = 0,7 punkt topnieniajest o 30 °C niżej niż dla czystego CdTe [22]. Równowagowy współczynnik segregacjizapisujemy:k 0 = C solid /C liquid (2.4.1.1)6 Linia na wykresie fazowym, na której zachodzi przemiana ciecz-ciało stałe, wyznacza skład roztworu nasyconego względemjednego ze składników. Po jednej stronie tej linii znajduje się ciecz a po drugiej ciało stałe i roztwór nasycony względem tegoskładnika.7 Stanowi linie na wykresie fazowym, na której zachodzi przemiana ciecz-ciało stałe. Po jednej stronie tej linii znajduje się ciałostałe, a po drugiej ciało stałe i roztwór nasycony względem tego składnika.39