薄膜生长基底对FeS_2晶体取向的影响

摘要

用Fe膜硫化法制备FeS2薄膜,分析了基底对FeS2薄膜晶体结构和位向分布的影响.结果表明,改变基底晶体的类型能够在一定程度上控制FeS2薄膜的晶体位向分布.FeS2薄膜在Si(100)、Si(111)和Al基底上可获得(200)方向的择优取向,在TiO2基底上可同时获得(200)及(220)择优取向,非晶玻璃基底对位向分布影响不明显.不同的基底与Fe薄膜的界面错配度不同,可改变薄膜晶体位向的分布,导致晶格畸变程度和晶粒尺寸的变化.当基底为非晶结构或界面的错配度较大时,FeS2晶体的取向分布主要受表面能和晶粒优先生长方向的控制,薄膜具有较小的晶格畸变和较细的晶粒;当基底为晶态并且界面错配度较小时,FeS2晶体取向的分布除受表面能及晶粒优先生长方向控制外,还受界面应变能的控制,此时薄膜易形成较大的品格畸变和粗晶粒.