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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 材料区 » 功能材料 » 功能薄膜 » 请教异质外延生长晶体薄膜的晶向与衬底材料晶向的关系~【回答有帮助的送红花】
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MANOWAR

金虫 (正式写手)

[交流] 请教异质外延生长晶体薄膜的晶向与衬底材料晶向的关系~【回答有帮助的送红花】已有10人参与

首先抱怨一下，小木虫论坛火热，在线会员及访客数量庞大，但是很多帖子回复率都很低，难道是提问寻求帮助的问题都太难了吗？每次发个帖子都准备发放金币，结果到最后基本没有回复，要不就是废话，浪费了一大堆金币（虽然金币也没什么用，就是用来发的），真心希望能有些真正的高手来到小木虫为虫友答疑解惑~少扯些闲淡~什么评上“教授了，散金币”，“发了XXX，求祝贺”之类的~看起来你学历和专业知识也应该达到一定高度了，来答疑解惑不是更好吗？
言归正传，请教一个问题：在使用诸如MOCVD、MBE或者HVPE之类手段外延生长晶体薄膜时，如果衬底材料的晶向【也就是衬底表面的晶面指数】可以任意选择，那么外延出来的薄膜的晶向如何？两者对应关系是如何确定的？如果是同质外延，我想，外延的薄膜去向与衬底去向应该一致，但是如果是异质外延呢？请不吝赐教~回答有帮助的送红花以示感谢~
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1楼2012-04-02 10:15:48
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MANOWAR

金虫 (正式写手)
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2楼: Originally posted by 九品墨徒 at 2012-04-02 14:37:55:
这个问题其实很笼统，得看具体问题。
基底的材料和取向肯定会影响薄膜的取向的。但具体有什么关系，得具体看是什么基底和什么薄膜，也就是说得看具体的材料。
结合我做的ZnO薄膜，玻璃基底、Si基底和金属缓冲层 ...

你说的有道理，确实源，压强，衬底，温度等条件都有可能对外延薄膜晶向产生影响，不过我认为，衬底取向一般来说应该对于外延薄膜晶向具有非常非常重要的作用，我看过的文献也不少，不过没有涉及外延薄膜与衬底之间晶向关系的，只是提到了哪一种衬底上长出的薄膜是什么。那么我很想知道，这些科研工作者是如何测得两者晶向的对应关系的呢？比如那种表征方法？
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3楼2012-04-02 21:37:33
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金虫 (正式写手)
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4楼: Originally posted by hlwang10s at 2012-04-02 22:10:43:
TEM表征界面结构

谢谢美女~能稍微具体一些吗？制作TEM样品时不好控制，可能带来很大误差，同时TEM虽然能看到层结构，但是似乎看不到具体的晶体结构吧？美女能否给我详细说明一下，或者给提供几篇相关文献~谢谢了~
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5楼2012-04-02 22:46:21
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金虫 (正式写手)
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6楼: Originally posted by 九品墨徒 at 2012-04-02 23:04:42:
薄膜取向和基底取向的关系，理论上只能定性地从晶格常数上进行推测，晶格常数匹配的晶面会择优生长，没有严格的“定量的”对应关系。具体实验中，制备的薄膜哪个晶面对应基底的哪个晶面，可以根据XRD、TEM等表征 ...

受教了~有启发~
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8楼2012-04-04 09:24:18
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金虫 (正式写手)
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7楼: Originally posted by hlwang10s at 2012-04-03 13:45:39:
电子衍射和HRTEM即可，电子衍射分析晶体结构，HRTEM照片可以给出基体与外延薄膜的界面关系，具体的可以阅读透射电镜表征的书

再次表示感谢~你说的电子衍射是指CBED吗？
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9楼2012-04-04 09:26:02
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金虫 (正式写手)
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10楼: Originally posted by clchen at 2012-04-04 15:59:45:
同质外延确实不一定能生长出相同晶向的材料,跟生长条件关系很大,改变条件可以生长出不同晶向的材料.TEM觉得不方便做的话,用XRD做简单的omega-2theta扫描可以定出基本的外延晶向关系,如果想知道面内晶向关系,用XRD ...

谢谢你，言简意赅，很有收获~
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11楼2012-04-04 22:17:14
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金虫 (正式写手)
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12楼: Originally posted by 阿亓儿 at 2012-04-09 14:33:00:
衬底晶向决定外延薄膜晶向——这是毋庸置疑的。
以GaN ON Al2O3为例：
在C面生长GaN，那GaN生长出来的就是002晶向
如果你Al2O3做一个偏角，比方说30°偏角，那GaN生长就会受影响，因为沿蓝宝石C面生长，GaN与其 ...

谢谢你的回答，很有收获~
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14楼2012-04-09 22:37:32
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金虫 (正式写手)
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13楼: Originally posted by diwunju at 2012-04-09 21:30:54:
这个才是正解，楼上有些解答真是让人啼笑皆非。

另外再说一句，有时候没人愿意回答，仅仅是因为这个问题没办法回答，比如楼主这个问题，不按衬底的晶向生长那还叫外延吗？这让人怎么回答？

看了你的回答，我不得不说，你孤陋寡闻了。
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18楼2012-04-10 15:06:15
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金虫 (正式写手)
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17楼: Originally posted by clchen at 2012-04-10 14:56:34:
不客气,就依你懂的MOCVD来讨论:
采用MOCVD在sapphire上长GaN,
c-plane 基板上出c GaN,
m-plane 基板上很容易长出m+c GaN,条件控制好了可以出纯m或纯c的GaN, 这点你可以验证一下

这位大侠，向您请教一下：有文献报道在m面蓝宝石上可以外延半极性GaN，而这个半极性GaN的晶向并不是统一的，也就是通过改变工艺条件，每一次外延出的GaN的晶面取向不同。但是无论如何都没有长出极性GaN。另外，m面本身也是非极性面。非极性面上却长出了半极性材料。我对这个感觉很好奇，所以发了此贴来提问。我非常想知道，是否存在一种最根本的因素，决定着外延材料的取向？您对这方面有什么见解吗？请赐教~
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19楼2012-04-10 15:12:02
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金虫 (正式写手)
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16楼: Originally posted by 阿亓儿 at 2012-04-10 14:08:39:
谢谢 我不懂同质外延  只懂mocvd

请问您的MOCVD一般用来做哪方面生长？
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20楼2012-04-10 15:14:26
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