5. Bố cục của luận văn gồm
3.1.4. Kết quả phân tích vi cấu trúc tinh thể của hợp kim Si1-xGex
Hình thái và pha của tinh thể nano hợp kim Si1-xGex được quan sát và phân tích sâu hơn bằng các hình ảnh đo thông qua kính hiển vi truyền qua phân giải cao (HR- TEM) và nhiễu xạ chọn lọc vùng điện tử (SAED). Hình 3.5 (a) là ảnh TEM của mẫu M4 (x = 0,8) ủ ở 1000°C; trên hình dễ dàng nhận ra sự hình thành các hình cầu nhỏ (đốm đen) với đường kính khác nhau trong khoảng 3 ÷10 (nm) trên nền SiO2.
a) b) c)
Hình 3.5. (a)Hình ảnh TEM của mẫu Si1-xGex với x = 0,8 sau khi ủ ở 1000°C, các
đốm đen có đường kính từ 3÷10 nm là đơn tinh thể hợp kim Si-Ge; (b) Hình ảnh HR-TEM của một hạt tinh thể (hình chèn thêm là ảnh FFT); (c) Hình ảnh nhiễu xạ
điện tử lựa chọn vùng (SAED)
Hình 3.5 (b) cho thấy hình ảnh truyền qua có độ phân giải cao (HR - TEM) cùng với phép biến đổi nhanh Fourier (FFT). Kết quả cho thấy các hạt xuất hiện trên ảnh HR-TEM là đơn tinh thể. Dựa vào khoảng cách giữa hai mặt nhiễu xạ liên tiếp có giá trị là d =2,80 Å, chúng tôi xác định được mặt nhiễu xạ đó có chỉ số hkl là (002) ứng với cấu trúc tinh thể FCC thuộc nhóm đối xứng không gian Fd-3m của Si và Ge. Các lập luận này được chứng minh thêm bởi ảnh FFT (hình chèn thêm), từ ảnh FFT xác định được khoảng cách từ tâm ảnh nhiễu xạ đến vị trí các vết nhiễu xạ, qua đó cũng khẳng thêm hạt đơn tinh thể hợp kim Si1-xGex khảo sát có cấu trúc FCC.
Hơn thế nữa, ảnh nhiễu xạ điện tử lựa chọn vùng (SAED) ở Hình 3.5 (c) trình bày hình ảnh khẳng định cấu trúc của tinh thể hợp kim Si1-xGex, dựa trên các chỉ số Miller hkl đã chỉ ra cấu trúc tinh thể hợp kim là lập phương tâm mặt (FCC).
Qua những hình ảnh và các kết quả phân tích ở trên, chúng tôi thấy kết quả thu được phù hợp với kết quả nhận được từ giản đồ nhiễu xạ tia X (XRD) đã giới thiệu trước đó. Từ các hình ảnh và phân tích đã cung cấp cho chúng tôi các bằng chứng trực tiếp của tinh thể nano đơn pha Si1-xGex đã được hình thành trên vật liệu nền SiO2 với kích thước nano.