MATERIAÅY ELEKTRONICZNE ELECTRONIC MATERIALS ... - ITME
MATERIAÅY ELEKTRONICZNE ELECTRONIC MATERIALS ... - ITME
MATERIAÅY ELEKTRONICZNE ELECTRONIC MATERIALS ... - ITME
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Określenie koncentracji współczynnika segregacji aktywnych jonów ziem...<br />
Rys. 9. Stała sieci granatu Y 2,97-y<br />
Nd 0,03<br />
Lu y<br />
Al 5-z<br />
Ga z<br />
O 12<br />
w funkcji parametrów składu y i z.<br />
Fig. 9. Lattice constant of Y 2.97-y<br />
Nd 0.03<br />
Lu y<br />
Al 5-z<br />
Ga z<br />
O 12<br />
garnet<br />
as a function of the y and z composition parameters.<br />
Rys. 10. Dyfraktogram dopasowanej sieciowo struktury<br />
Y 2,97-y<br />
Nd 0,03<br />
Lu y<br />
Al 5-z<br />
Ga z<br />
O 12<br />
/YAG.<br />
Fig. 10. X-ray diffraction pattern of the lattice matched<br />
Y 2.97-y<br />
Nd 0.03<br />
Lu y<br />
Al 5-z<br />
Ga z<br />
O 12<br />
/YAG structure.<br />
jonów Yb 3+ powoduje zmniejszenie stałej sieci. Ze<br />
zmierzonej odległości kątowej pików dyfrakcyjnych<br />
Δθ 444<br />
= θ S<br />
- θ F<br />
-27" wynikało, że stała sieci<br />
podłoża YAG jest większa od stałej sieci warstwy<br />
i Δa = 3,1 x 10 -3 Å (Δa/a S<br />
= 2,64 x 10 -4 ). Trzykrotne<br />
zwiększenie koncentracji tlenków Nd 2<br />
O 3<br />
i Yb 2<br />
O 3<br />
w składzie wyjściowym nieznacznie przesunęło<br />
względem siebie piki pochodzące od podłoża i warstwy<br />
dając w efekcie Δθ 444<br />
= -41" (Δa/a S<br />
= 4,03 x 10 -4 )<br />
i niedopasowanie sieciowe Δa = 4,8 x 10 -3 Å.<br />
Wyznaczone dla struktur Pr, Yb: YAG/YAG<br />
odległości kątowe pików Δθ 444<br />
, względne niedopasowanie<br />
Δa ┴ /a S<br />
oraz Δa ┴ zestawiono w Tabeli 3.<br />
W celu otrzymania warstw falowodowych Pr, Yb: YAG<br />
(Δn ≥ 0,01) skład 4 (Tab. 3) wzbogacono o tlenek<br />
galowy Ga 2<br />
O 3<br />
(R 2<br />
= 2,9), co prowadziło do<br />
Nr R 1<br />
R 2<br />
R 5<br />
∆θ [ " ] ∆a ┴ /a x 10 -4 ∆a ┴ x 10 -3 [Å]<br />
Y 3,0-x-y-t<br />
Nd x<br />
Lu y<br />
Yb t<br />
Al 5-z<br />
Ga z<br />
O 12<br />
1 4,0 2,887 2,93 - 27 2,65 3,1<br />
2 3,37 2,887 1,705 - 41 4,03 4,8<br />
Y 3-x-y<br />
Pr x<br />
Yb y<br />
Al 5<br />
O 12<br />
3 4,82 - 10,91 - 67 6,46 7,8<br />
4 4,41 - 5,21 - 201 9,82 11,8<br />
Y 3-x-y-t<br />
Pr x<br />
Yb y<br />
Lu t<br />
Al 5-z<br />
Ga z<br />
O 12<br />
5 (t = 0) 4,41 2,9 5,21 403 -19,7 -23,6<br />
6 4,0 2,9 3,17 32 -3,16 -3,8<br />
Tab 3. Wyniki pomiarów XRD struktur epitaksjalnych YAG zawierających<br />
jony Yb 3+ , Pr 3+ , Nd 3+ i Lu 3+ .<br />
Tab. 3. The results of XRD measurements of the YAG epitaxial structures<br />
containing Yb 3+ , Pr 3+ , Nd 3+ and Lu 3+ ions.<br />
oczekiwanego zwiększenia stałej sieci warstwy.<br />
Sumaryczny wpływ jonów Pr 3 i Ga 3+ spowodował<br />
znaczne niedopasowanie stałych sieci warstwy<br />
i podłoża, jakie w efekcie prowadziło do wzrostu<br />
określanego jako faceting growth (Rys. 7). Dodanie<br />
tlenku lutetowego (skład 6) umożliwiło wzrost monokrystalicznej<br />
warstwy Y 3-x-y-t<br />
Pr x<br />
Yb y<br />
Lu t<br />
Al 5-z<br />
Ga z<br />
O 12<br />
.<br />
Różnica stałych sieci dla struktury falowodowej<br />
Y 3-x-y-t<br />
Pr x<br />
Yb y<br />
Lu t<br />
Al 5-z<br />
Ga z<br />
O 12<br />
/YAG zmalała do wartości<br />
Δa = ≈ -3,8 x 10 -3 Å.<br />
Przedstawione w Tab. 2. koncentracje jonów<br />
neodymu, prazeodymu i galu obliczono dla niedopasowania<br />
sieciowego w kierunku prostopadłym do<br />
granicy rozdziału warstwa - podłoże Δa ┴ bez przeliczania<br />
różnicy stałych sieci Δa = a S<br />
– a F<br />
do stanu<br />
bez naprężeń [20 - 21].<br />
Oszacowana z pomiarów XRD<br />
wartość współczynnika segregacji jonów<br />
Nd 3+ k ┴ mieści się w przedziale<br />
Nd<br />
0,16 – 0,18, czyli jest zbliżona do<br />
przyjmowanej przy monokrystalizacji<br />
Nd:YAG metodą Czochralskiego wartości<br />
oraz wartości k Nd<br />
= 0,15 przedstawionej<br />
w pracy [8]. Wyznaczona<br />
z pomiarów dyfraktometrycznych<br />
wartość współczynnika segregacji<br />
k ┴ Nd<br />
, która posłużyła do obliczenia<br />
kolejnych składów wyjściowych<br />
do epitaksji warstw zawierających<br />
jony neodymu obarczona jest kilku<br />
procentowym błędem wynikającym<br />
z nie przeliczenia wartości Δa ┴<br />
do stanu bez naprężeń, ponieważ<br />
Δa ┴ > Δa [21]. Wartość współczynnika<br />
k ┴ należy przyjąć jako wiel-<br />
Nd<br />
42 MATERIAŁY <strong>ELEKTRONICZNE</strong> (Electronic Materials), T. 40, Nr 4/2012