Abstract
The paper presents the results of an experiment on the formation of thin films of barium disilicide (BaSi2) a promising material for solar cells using the method of solid-phase epitaxy. BaSi2 was formed in ultrahigh vacuum on silicon substrates with the use of template technology. At the final stage of the formation of nanostructures the films were recrystallized by annealing. The resulting thin films were investigated by in-situ methods: Auger electron spectroscopy and electron energy loss spectroscopy. Then ex-situ techniques were used: atomic force microscopy and X-ray diffraction. The latter method showed the presence of a-oriented barium disilicide in the film formed at the temperature of recrystallization T = 800 0 C. The spectra of Auger electrons and electron energy loss for the film are presented. The analysis of surface topology nanostructure obtained by atomic force microscopy shows that its surface roughness is comparable with the roughness of thin BaSi2 film samples formed by molecular beam epitaxy. The reason for a small amount of crystallites BaSi2 formed, as we see it, is low interdiffusion of barium and silicon atoms in the case of using the chosen method of forming a film. The use of the Ba and Si co-deposition technique, followed by recrystallization of the film at temperatures close to the temperature specified in the paper appears to be the solution of this problem.
Highlights
В статье представлены результаты эксперимента по формированию методом твёрдофазной эпитаксии тонких плёнок дисилицида бария (BaSi2) – перспективного материала для солнечных элементов
The paper presents the results of an experiment on the formation of thin films of barium disilicide (BaSi2) – a promising material for solar cells using the method of solid-phase epitaxy
The resulting thin films were investigated by in-situ methods: Auger electron spectroscopy and electron energy loss spectroscopy
Summary
В статье представлены результаты эксперимента по формированию методом твёрдофазной эпитаксии тонких плёнок дисилицида бария (BaSi2) – перспективного материала для солнечных элементов. Полученные тонкие плёнки исследовали in-situ методами: электронной оже-спектроскопии и спектроскопии характеристических потерь энергии электронами. Последний метод показал наличие в плёнке, сформированной при температуре рекристаллизации T = 800 0С, a-ориентированного дисилицида бария. Для данной плёнки представлены спектры оже-электронов и характеристических потерь энергии электронами. Причина незначительного количества сформировавшихся кристаллитов BaSi2 – низкая взаимодиффузия атомов бария и кремния при выбранном методе формирования плёнки. Далее подложки insitu дегазировались в течение 6 часов при температуре 600°С. Очистка бария от окисла проводилась во время прогрева при температуре 8000 С в течение часа. На финальной стадии формирования наноструктуры проводили рекристаллизацию плёнки при T = 800 °С (первый образец) и T = 700 °С (второй образец) в течение часа. Полученные образцы исследовались внутри вакуумной камеры (in-situ) методами электронной оже-спектроскопии (ЭОС) и спектроскопии характеристических потерь энергии электронами (СХПЭЭ), а также после выгрузки из ростовой камеры (ex-situ) методами атомносиловой микроскопии (АСМ) и рентгеновского дифракционного анализа (РДА) в геометрии Брэгга-Брентано
Published Version (Free)
Talk to us
Join us for a 30 min session where you can share your feedback and ask us any queries you have