дставлена ??типова схема апарату, використовуваного для одержання ZnS методом сублімації.
- вихідна шихта, 2 - нижня камера, 3-графитизированного сітка,
- кільце з графіту, 5 - верхня камера, 6 - підкладка, 7-кришка.
Малюнок 5 - Схема апарату для сублімації ZnS
Конденсація, як правило, відбувається через фільтри, де осідають частинки пилу, а також леткі домішки. У такій конструкційно простій системі основною технологічною завданням є забезпечення необхідного градієнта температури і вихідного складу сировини. Перший фактор, мабуть, є визначальним у виникненні оптичної неоднорідності матеріалу. Так, за даними [13-16] для ZnS, отриманого методом вакуумної сублімації, спостерігається зміна показника заломлення заготовки: радіальна різниця - (0.4-1.5) - 10" 3, що, можливо, є наслідком кривизни температурного фронту кристалізації і градієнта температури заготовки під час охолодження. Крім того, для зразків ZnS характерна висока світлорозсіювальна здатність. Другий фактор - вплив складу вихідного порошку - також є об'єктом вивчення, тому що наявність домішок зумовлює структурний і оптичне якість одержуваного полікристала.
1.3.2 Метод хімічного осадження з газової фази
Метод промислового отримання заготовок сульфіду цинку з газової фази (CVD) заснований на реакції:
. (3)
Основна перевага цього процесу - відносно низькі температури осадження, що є наслідком великих значень теплового ефекту реакції і негативної величини вільної енергії. Швидкість процесу осадження ZnS визначається в основному концентрацією цинку і сірководню. Необхідна концентрація першого досягається регулюванням швидкості масопереносу цинку, що в свою чергу, задається
температурою випарника і тиском в реакторі. Як правило, при тиску 10-40 тор і Т=630-670 ° С [17] досягається необхідне пересичення по цинку, що забезпечує задану швидкість росту ZnS. При цьому одна з основних умов формування структурно однорідного осаду полягає в підтримці температури завжди трохи більше високої, ніж температура випарника цинку, щоб уникнути конденсації пари цинку в зоні осадження ZnS. Однією з особливостей процесів, що протікають в реакційній зоні, є можливість в умовах низьких тисків термораспада сірководню по реакції:
. (4)
В [7] наведені дані за ступенем дисоціації H2S при різних значеннях температури і тиску. З них випливає, що при Р і Т, зазвичай реалізуються в процесі осадження ZnS-CVD, в газовій фазі знаходиться сірководень, на 6 - 12% дисоційованому на Н2 і S2. Таким чином, осадження ZnS протікає як по реакції Zn з H2S, так і реакції Zn з S2. Це, можливо, впливає на морфологію загрожених шарів. Н2 як продукт реакції пригнічує дисоціацію H2S, що забезпечує переважний шлях реакції за рівнянням (3).
Малюнок 6 - Схема реактора для осадження ZnS-CVD
У нечисленних публікаціях, присвячених отриманню ZnS CVD-методом, наводяться різні дані про основні параметри процесу, найбільш оптимально забезпечують задані властивості матеріалу. Узагальнюючи ці дані, можна навести інтервал значень тиску в реакторі 5-8 мбар, температури в зоні осадження 500-750 ° С, концентрацій Zn і H2S 2-0.5, співвідношення потоку газу носія до потоку реагентів 4-10. Процес осадження Zn...
