Электронная библиотека диссертаций и авторефератов России
dslib.net
Библиотека диссертаций
Навигация
Каталог диссертаций России
Англоязычные диссертации
Диссертации бесплатно
Предстоящие защиты
Рецензии на автореферат
Отчисления авторам
Мой кабинет
Заказы: забрать, оплатить
Мой личный счет
Мой профиль
Мой авторский профиль
Подписки на рассылки



расширенный поиск

Исследование влияния деформации на структуру кристаллов сульфида и селенида цинка методом ЭПР Омельченко Сергей Александрович

Исследование влияния деформации на структуру кристаллов сульфида и селенида цинка методом ЭПР
<
Исследование влияния деформации на структуру кристаллов сульфида и селенида цинка методом ЭПР Исследование влияния деформации на структуру кристаллов сульфида и селенида цинка методом ЭПР Исследование влияния деформации на структуру кристаллов сульфида и селенида цинка методом ЭПР Исследование влияния деформации на структуру кристаллов сульфида и селенида цинка методом ЭПР Исследование влияния деформации на структуру кристаллов сульфида и селенида цинка методом ЭПР Исследование влияния деформации на структуру кристаллов сульфида и селенида цинка методом ЭПР Исследование влияния деформации на структуру кристаллов сульфида и селенида цинка методом ЭПР
>

Данный автореферат диссертации должен поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация - 480 руб., доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Автореферат - 240 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Омельченко Сергей Александрович. Исследование влияния деформации на структуру кристаллов сульфида и селенида цинка методом ЭПР : ил РГБ ОД 61:85-1/322

Содержание к диссертации

Введение

Глава I. Методика эксперимента 8

1 Спектры ЭПР Мп. в кристаллах сульфида цинка . 8

2. Методика ЭПР-измерений 15

3. Методика деформирования кристаллов 16

4. Образцы для исследований 20

Глава II. Влияние пластической деформации кристаллов ?Ln.S на спектш эпр примесных центров 26

I. Сведения о структуре кристаллов ZnS и ее изменениях при пластической деформации 26

2. Изменение спектров ЭПР Мп при пластической деформации кристаллов 31

3. Изменение зарядовых состояний фоточувствительных парамагнитных центров хрома и железа в кристаллах Хп$в электрическом поле неподвижных дислокаций 40

Глава III. ЭПР-исследование "обратной" деформационной переориентации структуры кристаллов сульфида цинка 46

I. Зависимость последовательности плотноупакованных слоев пластически деформированных кристаллов от направления деформации 46

2. " Кинетика" переориентации структуры при изменении направления деформации для частично продеформированных кристаллов 'ZnS 51

Глава ІV. Влияние упругой деформации кристаллов zns на спектры эпр примесных ионов МПГ 61

I. Изменение спектров ЭПР Мгі~* в процессе упругой деформации кристаллов UnS 62

2. Обратимые изменения структуры кристаллов сульфида цинка при упругой деформации 69

ГЛАВА V. ЭПР-исследования структуры кристаллов znsz и ее изменений при пластической дефошации 77

1. Сведения о структуре кристаллов селенида цинка . 77

2. Спектры ЭПР Мп в кристаллах їп Se 79

3. Анизотропные центры Мп в кристаллах TCnSe . 89

Заключение 94

Литература

Введение к работе

Кристаллы сульфида и селенида цинка являются типичными представителями соединений типа А2Вб - одного из наиболее важных в прикладном и теоретическом отношении классов полупроводниковых материалов. Они используются в твердотельной электронике, опто-электронике, акустоэлектронике, лазерной технике и др. Кристаллы соединений типа А2В , помимо двух основных структурных модификаций (сфалерит и вюрцит), склонны к образованию разнообразных "промежуточных" структур (политипов и двойников). Так как каждая структурная модификация характеризуется своим набором физических свойств, ясно, что для улучшения качества и характеристик существующих приборов, а также для создания новых устройств на основе кристаллов сульфида и селенида цинка, необходимо решение вопроса управления их структурой. Перспективным в этом плане является метод деформационной перекристаллизации [if]. Он заключается в изменении структуры политипов и микродвойников сульфида цинка при движении частичных дислокаций, стимулированном пластической деформацией кристаллов. Однако для практического применения метода, расширения его возможностей и круга веществ с управляемой подобным образом структурой необходимо более глубокое понимание характера процессов, происходящих при деформационной перекристаллизации. Необходимые для этого экспериментальные данные могут быть получены при использовании метода электронного парамагнитного резонанса (ЭПР). Кроме этого, применение метода ЭПР позволяет выяснить важный для спектроскопии вопрос о характере поведения примесных центров и изменении их локальной симметрии в процессе деформационной перекристаллизации.

-г-

В связи с изложенным выше, целью диссертационной работы является: выяснение закономерностей протекания процессов деформационного изменения структуры и локальной симметрии примесных центров во всем объеме кристаллов сульфида и селенида цинка.

Было установлено, что в процессе пластической деформации во всем объеме образцов происходит перестройка кристаллической структуры микродвойников и политипов сульфида цинка в одноориен-тированную кубическую структуру сфалерита, а центры Мп * с локальной симметрией Сзгг преобразуются в центры Id синхронно с изменением макроструктуры кристалла.

Показано, что изменение направления действия сдвиговых сил на противоположное,при деформации кристаллов Z.nS , приводит к обратному изменению объемов разноориентированных областей кубической структуры.

Впервые обнаружена деформационная перекристаллизация в селе-ниде цинка.

В выращенных из расплава кристаллах обнаружен и идентифицирован новый спектр ЭПР ионов Мп. , расположенных в узлах кристаллической решетки, имеющих аксиальную симметрию.

Впервые обнаружены и исследованы обратимые изменения структуры кристаллов сульфида цинка в процессе упругой деформации.

Обнаружено влияние заряженных дислокаций на зарядовые состояния примесных фоточувствительных парамагнитных центров хрома и железа. Используя этот факт, впервые произведена оценка линейной плотности заряда неподвижных дислокаций.

Ряд полученных в работе результатов является важным в смысле практического использования.

Установлено, что с помощью дозированных деформаций можно в широких пределах управлять структурой кристаллов сульфида и селе-

нида цинка. Показано, что имеется возможность получения кристаллов с любым заданным соотношением объемов разноориентированных областей сфалерита при концентрации дефектов упаковки от начального значения до нуля.

Обнаружено, что упругое сжатие кристаллов UnS приводит к обратимому уменьшению концентрации дефектов упаковки. Данный факт может быть использован для модуляции структурно-чувствительных свойств кристаллов сульфида цинка.

Диссертация состоит из введения, пяти глав и выводов.

Первая глава посвящена описанию методических вопросов исследований и техники эксперимента. Проведен анализ кристаллографической природы возможных узлов замещения в решетке сульфида цинка.

Во второй главе приведены обзорные сведения о структуре кристаллов сульфида цинка и ее изменениях при пластической деформации. Использование метода ЭПР для изучения процесса деформационной перекристаллизации позволило установить, что во всем объеме кристаллов 3Ln S линейно с деформацией уменьшается количество . дефектов упаковки. При этом происходит перестройка кристаллической решетки микродвойников и политипов в одноориентированную ку-бическую структуру сфалерита, а центры Мп с локальной симметрией Civ преобразуются в центры с симметрией Гк синхронно с изменением макроструктуры кристалла.

Обнаружено, что заряженные дислокации оказывают влияние на состояние фоточувствительных парамагнитных центров хрома и железа. Впервые проведена оценка линейной плотности заряда неподвижных дислокаций.

В третьей главе рассматривается вопрос о зависимости устойчивости компонент микродвойников сульфида цинка от направления

действия сдвиговых сил. Экспериментально показано, что движение частичных дислокаций при деформации кристаллов Ип о происходит в слоях, соседних с дефектами упаковки. Определены условия, когда начинается процесс движения полных дислокаций.

В четвертой главе приведены результаты исследований изменений структуры кристаллов сульфида цинка в процессе упругой деформации. Обнаружено, что упругая деформация стимулирует квазиобратимое движение стенок частичных дислокаций, расположенных на некогерентных границах двойников, что вызывает изменения структуры кристаллов.

В пятой главе установлены структурные особенности выращенных из расплава кристаллов селенида цинка. Исследован процесс изменения структуры кристаллов UnSe при пластической деформации. Показано, что даже на начальных стадиях деформации вклад в полную деформацию образца вносят движущиеся одновременно частичные и полные дислокации.

В кристаллах XiSe - Мп. обнаружен и идентифицирован спектр ЭПР анизотропных центров, представляющих собой ассоциацию ионов Мп с другим точечным дефектом.

— з —

Методика ЭПР-измерений

Согласно [V], узлы в сфалерите и вюрците, изображенные на рис.1, обозначаются , где первая буква определяет ха рактер окружения (А - антипризматическое, Р - призматическое), а вторая - наличие (5) или отсутствие (А/) единичного аксиального соседства третьего порядка. Строение еще двух возможных типов узлов (AS иР/V), располагающихся в областях, занимаемых дефектами упаковки, изображено на рис.2а. Эти узлы и являются ответственными за наблюдаемые в кристаллах !.nS , выращиваемых из расплава, "гексагональный" и "тригональный" спектры ЭПР Мп. . Как видно, аномальность кристаллического поля вдоль оси "С" для узлов AS создается единичным аксиальным соседством третьего порядка дальности (S), а для узлов PN - призматическим окружением (Р). Окружение узлов РS характеризуется как тем, так и другим. Именно поэтому константа расщепления аксиальным полем Z) для спект-ра ЭПР г\п в вюрците приблизительно равна сумме аналогичных констант (с учетом знака) для "гексагонального" и "тригонального" спектров (см.табл.1). По данным расчета параметров кристаллических полей [в], "гексагональный" спектр обусловлен ионами Мп , находящимися в узлах AS , а "тригональный" - в узлахr/V. Узел PS (характерный для вюрцита), по мнению авторов [д], может наблюдаться лишь в специально выращенных игольчатых кристаллах Z,nS гексагональной модификации. Однако, как следует из рис.26, такой тип узлов может присутствовать и в кубических кристаллах ZnS при наличии в них дефектов упаковки, состоящих из более чем одного слоя (двухслойных, трехслойных и т.д.). В этом случае должны наблюдаться три "аксиальных" спектра ЭПР (от узлов AS , PN к PS), Ясно, что концентрация узлов AS и PN одинаковая и определяется количеством дефектов упаковки в кристалле, а узлов PS {если они имеются) еще и количеством слоев, занимаемых дефектами упаковки. Отсутствие в кристаллах ZnS-M/i, выращенных из расплава, спектра ЭПР ионов А/л , находящихся в узлах PS, в отличие от кристаллов %nS-Ец , в которых наблюдались три "аксиальных" спектра ЭПР [э}9 свидетельствует либо об отсутствии, либо о незначительном содержании в них многослойных дефектов упаковки.

Информация о структуре кристаллов К п о и ее особенностях, получаемая из исследований спектров ЭПР примесных ионов Міг , носит не только качественный, но и количественный характер. Достоверность этой информации подтверждается такими традиционными методами испытания, как рентгенографический и оптический JlO,lfJ. Это, очевидно, определяется использованием в качестве парамагнитных зондов ионов двухвалентного марганца, которые,почти не отличаясь по величине ионного радиуса от изоэлектронного замещаемых ионов /? [I2J, практически не вносят заметных искажений в структуру исследуемых кристаллов и, как было показано в ?J, с одинаковой вероятностью занимают все возможные типы узлов в кристаллической решетке ZnS. Исходя из этого факта, путем сравнения соответствующих спектров ЭПР Мп было установлено, что кристаллы iLnS , выращенные из расплава, представляют собой, как правило, двойники вращения сфалерита с содержанием однослойных дефектов упаковки от 5% до 15%. Развернутые на 180 (60) вок-руг направления [nij области сфалерита (выше они были названы областями типа I и П) занимают одинаковые объемы. Двойникование, следовательно, происходит, в среднем, через каждые 25 5 слоев плотнейшей упаковки сфалерита, что свидетельствует о микродвойниковом характере исследуемых кристаллов.

Следует отметить, что результаты ЭПР исследований внесли важный вклад в формирование современных представлений о реальной структуре кристаллов 2п&, выращенных из расплава, которая длительное время после получения первых образцов оставалась неясной.

В заключение параграфа можно сделать выводы:

1. Характер информации, получаемой при изучении спектров ЭПР примесных ионов в кристаллах ZnS (представленный выше далеко не в полном объеме), а также высокая чувствительность метода ЭПР обуславливают целесообразность и необходимость его применения для решения задач, поставленных перед данной работой.

2. Способность примесных ионов двухвалентного марганца рав новероятно и без значительных искажений занимать все возможные узлы замещения тіп в кристаллической решетке &г5 , а также лёгкость регистрации и хорошее знание спектров ЭПР определяют их выбор в качестве парамагнитных зондов в исследуемых кристаллах

Изменение спектров ЭПР Мп при пластической деформации кристаллов

Для сульфида цинка установлены две основные кристаллические формы: кубическая гранецентрированная (ГЦК) (модификация сфалерит) и гексагональная плотноупакованная (ГПУ) (модификация вюр-цит). Пространственная симметрия сфалерита

Для кристаллов сульфида цинка характерным является нарушение нормального порядка чередования атомных плоскостей, происходящее в результате склонности к двойникованию и политипизму [2.6]

Граница двойниковых прослоек представляет не нарушающий плотной упаковки кристалла двумерный дефект решетки - дефект упаковки, который в кубической структуре имеет вид одного или,в общем случае,нечетного числа слоев, уложенных по закону гексагональной упаковки (.../) В С А ВС АС&А ,,,), Дефекты упаковки могут возникать и при сдвиговой деформации кристалла, однако при этом они состоят из четного числа гексагональных слоев ВСАВABC ...к Края дефектов упаковки , если они обрыва ются внутри кристалла, образуют линейные дефекты - частичные дислокации [2l].

Политипы - это сверхструктуры, характеризуемые упорядоченным расположением больших (чем в ЗС и 2Н) пакетов из слоев А Л, Bfi и Су и отличающиеся количеством и расположением этих слоев в пакетах.

Распространенным является мнение, что политипы в .«S -это устойчивые формы, существующие при промежуточных температурах между областями стабильности низкотемпературной фазы - сфалерита и высокотемпературной фазы - вюрцита. На это указывают результаты рентгеноструктурных исследований фазовых переходов в кристаллах сульфида цинка 22], в которых некоторые политипы наблюдались в качестве промежуточных фаз Особенностью фазового перехода в соединениях А В6 и, в частности, B%nS, является то, что две основные структуры - сфалерит и вюрцит не связаны соотношениями симметрии, т.е. каждая из них содержит такие элементы симметрии, которых нет в другой. Для сфалерита - это три оси 3 и три оси 4, а для вюрцита - зеркально-поворотная ось з и плоскость С . Й хотя различие между этими структурами связано со второй и более далекими координационными сферами (рис.1), процесс превращения одной структуры в другую требует разрыва связей первой координационной сферы и их восстановления в новой структуре. Такое превращение требует преодоления высокого энергетического барьера,и температура перехода должна быть порядка температуры сублимации вещества. В настоящее время считают, что температура фазового перехода для сульфида цинка равна 1024 С.

При выращивании кристаллов %п S из расплава переход вюрцит - сфалерит, осуществляющийся при охлаждении образца, никогда не завершается образованием кубической ЗС-структуры. В этом случае конечным продуктом является либо политипная модификация, либо чаще всего микродвойниковая структура сфалерита, содержащая порядка дефектов упаковки Единственный пока метод получения объемных кубических кристаллов сульфида цинка, выращиваемых из расплава, заключается в их "механической перекристаллизации" в процессе пластической деформации. Стимудируемый пластической деформацией переход метаста-бильных форм кристаллов ZnS в стабильную ЗС-структуру был обнаружен в ЙФТТ АН СССР с помощью рентгеновских исследований и путем изучения двулучепреломления деформируемых образцов [п,2з]. Было установлено, что структурный переход осуществляется последовательно в различных областях кристалла: при деформации 10% перекристаллизация происходит в центральной части, а при 18 20# она завершается во всем объеме образца. Полученная в результате деформации кубическая ЗС-структура является устойчивой, на что указывает факт ее сохранения при длительном высокотемпературном отжиге образцов (96 часов при Т = 800 С). Об этом также свидетельствуют результаты калориметрических исследований J24jt из которых следует, что при пластической деформации микродвойниковых и политипных кристаллов %nS выделяется энергия, превосходящая работу, совершенную при деформации. Причем, величина выделившейся энергии тем больше, чем выше степень гексагональности (количество дефектов упаковки) исходного кристалла Наличие структурных изменений, происходящих в результате пластической деформации, свидетельствует о том, что при деформации в микродвойниковых и политипных кристаллах сульфида цинка движутся частичные дислокации. Вектор Бюргерса частичных дислокаций не совпадает с базисными векторами решетки,в результате чего такие дислокации при движении переводят узлы решетки в кристаллически неэквивалентные положения; Подробное рассмотрение геометрической структуры частичных дислокаций в сфалерите проведено Холтом [25], а в вюрците

Согласно [п], процесс переориентации метастабильных форы УЬп $ в структуру сфалерита можно наглядно изобразить при помощи схемы (рис.7). Очевидно, что полный структурный переход для всех рассмотренных случаев произойдет тогда, когда частичные дислокации пройдут через половину плоскостей плотнейшей упаковки. Если считать, что деформация кристаллов осуществляется только в результате движения частичных дислокаций, то для переориентации области к образца высотой Но (рис.6) в ЗС-структуру его необходимо продеформировать на величину

Структурный переход должен завершаться при деформации = 18,2% ( 16% Г27Д), величина которой практически совпадает с данными экспериментов п,23], где ас 18 20% Такое соответст-вие свидетельствует о том, что деформация метастабильных форм кристаллов ZnS идет только за счет движения частичных дислокаций, которые при этом не движутся по плоскостям, уже пройденным другими дислокациями

Этот факт ставит сульфид цинка в ряд интереснейших объектов для изучения влияния дислокаций на физические свойства кристаллов. В последующих работах был определен их электрический заряд дислокаций [28,29}, обнаружен нечетный по полю электропластический эффект [28], исследовано взаимодействие движущихся заряженных дислокаций с центрами люминесценции и с электронами на глубоких ловушках ]

Кинетика" переориентации структуры при изменении направления деформации для частично продеформированных кристаллов 'ZnS

Во-вторых, среднее значение толщины сдвойникованных прослоек при этом увеличивается, т.к. количество дефектов упаковки продолжает уменьшаться Таким образом, видно, что соответствующим подбором величин деформаций ц и Е± в образцах сульфида цинка можно создавать необходимое Еоотношение объемов Vr и Vs (от 0 до I) при любой, заданной от d0 до 0, концентрации дефектов упаковки. После замены ц на х быстрота изменения количества дефектов упаковки уменьшается, причем уменьшение тем больше, чем выше степень первоначальной деформации ц Wax Это видно по изменению наклона графиков зависимости Vgy от степени деформации Сх (рис.18). Таким образом,, для осуществления полной обратной деформационной переориентации величина деформации образца j_ та будет превышать значение деформации, необходимой для полной переориентации структуры исходного образца однонаправленным деформированием, равной, как указывалось выше, приблизительно 18%. Дей-ствительно, продолжение графиков зависимости,изображенных, например, на рис.18, до пересечения с осью абсцисс показывает, что при условии движения при деформации только частичных дислокаций процесс обратной переориентации после изменения направления деформирования

Этот факт непосредственно свидетельствует о том, что при изменении направления действие сдвиговых сил на противоположное частичные дислокации движутся по плоскостям,уже пройденным иди в процессе деформации ц , но в обратном направлении. При этом деформация j, = л»»«.у необходима для восстановления ранее переориентированной в кубическую структуру типа I части образца Vu а деформация х = д («тах ) переводит в структуру типа объем, занимаемый в исходном кристалле дефектами упаковки, которые в результате структурного перехода 2Н- -ЗС при деформации // wax Дали вклад в объем Vr Таким образтм, после деформации _L- u v»a +д (ЕДЛЛХ) должно восстанавливаться равенство объемов VT И VjT (но с меньшим, чем в исходном образце, содержанием дефектов упаковки), после чего, как известно, для завершения структурной переориентации необходимо продеформировать образец еще на величину ±. сх 18%.

Как уже указывалось выше, результаты исследований процесса деформационной перекристаллизации метастабильных форм кристаллов сульфида цинка при изменении направления действия сдвиговых сил на противоположное можно использовать для выяснения принципиального вопроса о том, почему деформация таких кристаллов происходит только за счет движения частичных дислокаций. Эта возможность обусловлена тем, что в подобных экспериментах можно искусственно создавать такие варианты макроструктуры кристалла, при которых должна работать" какая-то одна из предполагаемых причин. Рассмотрим две из них, на наш взгляд, наиболее вероятные.

1. Согласно модели структурной переориентации, частичные дислокации могут двигаться только в слоях, соседних с границами двойников, т.е. с дефектами упаковки, которых в метастабильных формах кристаллов %п S содержится достаточно большое количество. Этот факт, а также выигрыш в энергии, происходящий в процессе структурного фазового перехода 2Н-»ЗС [24], и обуславливают деформацию кристаллов сульфида цинка движением только частичных дислокаций.

2. Образование и движение полных дислокаций затруднено в результате очень малой толщины слоев кубической структуры типа I и П (порядка 30-150 8), а также соответствующей близости друг к Другу и взаимного влияния границ двойников.

Задача в данном случае заключалась в том, чтобы,создавая соответствующую макроструктуру кристалла %п S путем дозированных деформаций в различных направлениях, обнаружить появление вклада в деформацию образца от движущихся полных дислокаций.

Появление такого вклада мы можем зарегистрировать, так как известно, что при деформации кристаллов путем движения полных дислокаций происходит сдвиг одной части кристаллической решетки относительно другой на величину, кратную вектору трансляции,и, следовательно, изменений кристаллической структуры при этом не происходит. Поэтому движение, наряду с частичными, также и полных дислокаций приведет к уменьшению "скорости" процесса структурной переориентации, что отразится в соответствующем отклонении экспериментальных результатов от расчетных деформационных зависимостей Vx , Vn и Vgy , с помощью выражений (4) - (9) полученных в предположении, что пластическая деформация осуществляется путем движения только частичных дислокаций.

Итак, ясно, что в случае справедливости первой причины движение полных дислокаций можно попытаться обнаружить при достаточно больших значениях j_ , когда дефектов упаковки в образце уже очень мало (порядка 1%% рис»18, кривые 2), но процесс деформа-ционной переориентации (в отличие от случая однонаправленного деформирования, рис.10,12) еще далек от завершения (рис.18) .

Обратимые изменения структуры кристаллов сульфида цинка при упругой деформации

Одновременное существование спектров ЭПР Мп с аналогичными угловыми зависимостями, но сдвинутыми, при вращении магнитного поля в плоскости (ПО) на угол 70 (110), свидетельствует о двойниковом характере структуры исследуемых кристаллов селенида цинка. Исследование изменений спектров ЭПР Мп при вращении магнитного поля в различных кристаллографических плоскостях позволило установить, что двойникование в S Se происходит в плоскости (III) и геометрически эквивалентно повороту вокруг одного выделенного таким образом направления fill] на угол 180 (60). Однако объемы, занимаемые развернутыми областями, которые имеют различную последовательность укладки плотноупакованных слоев и обозначены ранее как области типа I и П в исследуемых кристаллах H Se , в отличие от кристаллов сульфида цинка, неодинаковы. Об этом свидетельствует явное различие интенсивностей аналогичных линий в спектрах ЭПР ионов Мп , находя щихся в областях типа I и И (рис.28). Сравнение площадей под линиями поглощения, полученных двукратным интегрированием выделенных на рис.28 половинок производных линий поглощения, указывает на то, что в данном образце зя Se объемы кубических областей ж Л отличаются приблизительно в 4-5 раз. Следует отметить, что это соотношение объемов не является постоянным и изменяется от образца к образцу (некоторые образцы имеют даже структуру одноориентированно-го сфалерита). Вместе с тем в исследуемых кристаллах селенида цинка не наблюдались спектры ЭПР ионов Мп , находящихся в областях дефектов упаковки, что свидетельствует об очень малом количестве актов двойникования.

Полученные данные позволяют утверждать, что в выращиваемых из расплава кристаллах селенида цинка двойникование характеризуется нерегулярностью и происходит настолько редко, что концентрация дефектов упаковки слишком мала для их регистрации методом ЭПР.

Нетрудно видеть, что подобная структура была искусственно получена в кристаллах сульфида цинка после осуществления обратной деформационной перекристаллизации (см. гл.1, 2).

Естественно, что особенности структуры кристаллов %nSe определили характер процесса их деформационной перекристаллизации. Ис-следования изменений спектров ЭПР примесных ионов Мп , происходящих в результате пластической деформации кристаллов &?Se , свидетельствуют о изменении соотношения объемов кубических областей типа I и П. Зависимость величины относительного объема, занимаемого одной из областей кубической структуры ( Vi/Vx + Vz ),от степени пластической деформации приведена на рис.29 для нескольких образцов Ь $е і имеющих различные начальные соотношения объемов Ус и V/Г. Образцы были вырезаны таким образом, чтобы при одноосной пластической деформации движение частичных дислокаций происходило в областях кубической структуры меньшего объема (в данном случае в областях типа П). На этом же рисунке приведены кривые, рассчитанные в предположении, что в процессе пластической деформации участвуют только частичные дислокации. Видно, что в отличие от кристаллов сульфида цинка в кристаллах селенида цинка расчетные и экспериментальные кривые не совпадают даже при малых степенях деформации. Расхождение свидетельствует о том, что в кристаллах 2«е уже на начальных этапах пластической деформации движутся полные дислокации. Наличие же переориентации кубических областей однозначно указывает, что при пластической деформации в кристаллах 2яе, наряду с полными движутся также и частичные дислокации. Причем, переориентация струк туры, а, следовательно, и движение частичных дислокаций, заметны лишь на начальных этапах деформации, при 0,04, в то время как при 0,05 пластическая деформация осуществляется, в основном, в результате движения полных дислокаций.

Следует отметить, что вклад движения частичных и полных дислокаций в пластическую деформацию кристаллов 2n Se определяется не только концентрацией дефектов упаковки, но зависит также от скорости пластической деформации. Уменьшение скорости деформирования кристалла приводит к тому, что вклад в величину деформации образца от движения полных дислокаций на начальных этапах становится меньше, а его заметное превышение над вкладом, вносимым от движения частичных дислокаций, происходит при больших величинах деформации.

В кристаллах % Se -Мп, выращенных из расплава под давлением аргона, кроме описанных выше спектров ЭПР ионов Мп в кубическом окружении (локальная симметрия Id ),нами был обнаружен "дополнительный" спектр ЭПР ионов Мп , находящихся в узлах кристаллической решетки селенида цинка, имеющих более низкий тип симметрии [б5,72]. Так как "дополнительный" спектр расположен в интервале магнитных полей большем, чем рабочий диапазон радиоспектрометра РЭ 1301, исследования проводились на радиоспектрометре типа E-I2, любезно предоставленном руководством и сотрудниками отдела радиоспектроскопии ИПАН УССР.

Похожие диссертации на Исследование влияния деформации на структуру кристаллов сульфида и селенида цинка методом ЭПР