5. Bố cục của luận văn gồm
3.1.2. Kết quả khảo sát ảnh hưởng của nhiệt độ ủ đến sự hình thành pha
hợp kim Si1-xGex
Các mẫu M1, M2, M3, M4 sau khi ủ ở các nhiệt độ 6000C, 8000C và 10000C để ổn định cấu trúc và làm giảm các sai hỏng, khuyết tật hình thành trong quá trình chế tạo, sẽ được đưa đi khảo sát nhiễu xạ tia X, nhằm xác định các pha hình thành trong tinh thể hợp kim. Các mẫu được chọn khảo sát trong phép đo nhiễu xạ X là mẫu M3 với x = 0,6 tương đương với hợp kim Si-Ge là Si0.4Ge0.6 ở các nhiệt độ 6000C, 8000C và 10000C như được thể hiện ở Hình 3.2. Từ Hình 3.2 chúng tôi thấy, các mẫu ủ nhiệt tại nhiệt độ 6000C, 8000C có dạng vô định hình chứng tỏ nhiệt độ ủ phải lớn hơn 8000C mới hình thành pha hợp kim Si1-xGex . Do đó chúng tôi chọn nhiệt độ để xử lý nhiệt là 1000oC.
Hình 3.2. Giản đồ nhiễu xạ tia X của mẫu M3 ủ tại nhiệt độ 6000C, 8000C và 10000C
Sau khi chọn được nhiệt độ xử lý nhiệt của các mẫu hợp kim Si1-xGex là 1000oC, chúng tôi tiếp tục mang các mẫu M1, M2, M3, M4 đi xử lý nhiệt ở 1000oC. Kết quả phân phân tích giản đồ nhiễu xạ tia X của các mẫu được thể hiện trên hình 3.3.
Từ Hình 3.3, chúng tôi nhận thấy khi thành x thay đổi giá trị từ 0,2 ÷ 0,8, tức thành phần nguyên tố Ge trong hợp kim Si1-xGex tăng lên. Trên giản đồ nhiễu xạ tia X, xuất hiện các đỉnh nhiễu xạ, trong đó mỗi đỉnh xuất hiện 2 tinh thể là Si (■) và Ge (●) tinh khiết với hằng số mạng tương ứng là 5,431 và 5,651 (Å). Dựa trên sự phân tích số liệu của phép đo XRD, chúng tôi thấy rằng các mẫu khảo sát của hợp kim thì tinh thể là của Si và Ge đều có cấu trúc lập phương tâm mặt (FCC). Tại các vị trí xung quanh góc nhiễu xạ 2θ bằng 28o, 46o và 54o tương ứng các mặt phẳng nhiễu xạ (111), (022) và (113), các đỉnh nhiễu xạ ứng với chỉ số Miller hkl trên đều có xu hướng dịch chuyển về phía góc nhiễu xạ 2θ nhỏ (hình thành tinh thể Ge) khi thành phần Ge tăng lên (x tăng).
Khi giá trị thành phần x tăng lên, nghĩa là hàm lượng nguyên tố Ge trong hợp kim Si1-xGex tăng. Do vậy kích thước hạt nano tinh thể và hằng số mạng của tinh thể
hợp kim có sự sai khác vì trong phép tính có lấy xấp xỉ gần đúng. Để thấy rõ sự thay đổi của hằng số mạng a và kích thước hạt tinh thể D của hợp kim Si1-xGex của các mẫu ủ cùng nhiệt độ 1000oC, khi thành phần x tăng từ 0,2 ÷ 0,8.
Hình 3.3.Giản đồ nhiễu xạ tia X của tinh thể hợp kim Si1-xGex với x =0,2; 0,4; 0,6 và 0,8 tại nhiệt độ ủ 1000oC