CVD-ZnS异常大晶粒的再结晶机制

摘要

本文采用化学气相沉积法(CVD)制备出CVD-ZnS晶体,并通过一系列的测试和分析解释了CVD-ZnS异常大晶粒的再结晶机制。使用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、电子衍射对石墨基板底部的CVD-ZnS异常大晶粒与正常区域晶粒的微观形貌进行观察,结果发现在靠近石墨基板底部与沉积方向相同的CVD-ZnS晶粒尺寸要比该方向上正常区域的晶粒大,异常大晶粒区的晶粒尺寸为50~100μm,晶界较宽,然而并没有表现出晶粒形态扩张伸长;其次在CVD-ZnS材料正常区域可以观测到明暗带,底部异常大晶粒区域则无此现象;另外在沉积温度为900~1000 K条件下,立方相是稳定的相,由于反应物浓度分布不均匀会导致堆垛层错、孪晶界和位错堆积组成的层位畸变发生。能谱(EDS)测试分析表明,在垂直于沉积方向上距离基板底部~9 mm的正常晶粒与距离石墨基板底部~0.3 mm的异常大晶粒相比,元素组成一致,在化学计量配比上S/Zn略大于1。X射线衍射(XRD)表征分析得出异常大晶粒再结晶过程中主要是以立方相形式存在,有少量六方相,并且确定异常大晶粒再结晶的优先取向是s(111)。