Для изучения зависимости постоянной решётки, плотности и ширины запрещённой зоны авторами [1] была приготовлена серия германиево-кремниевых сплавов путём гомогенизации при высокой температуре. Проверка сплавов на гомогенность осуществлялась рентгенографическим методом, а химический состав определялся путём анализа на германий полярографическим методом, дающим, если кремний является единственной примесью, точность не хуже 1%.
Ширина запрещенной зоны определялась оптическим методом на образцах, имеющих одинаковую толщину, равную 0,50 мм. Ширина запрещенной зоны была принята равной энергии, соответствующей величине поглощения, которой обладает германий при принятой ширине запрещенной зоны (0,72 ЭВ). В этой точке коэффициент абсорбции был равен 22,7 см-1. Все абсорбционные кривые имели наклон, подобный наклону кривой для чистого германия. Хотя наклон этих кривых, полученных для поликристаллических образцов, несколько отличается от кривых для монокристаллических образцов, было получено достаточное количество данных на поликристаллических образцах, показывающих, что общий вид кривой, приведенной на рис.2 заметно не изменился бы, если все эти данные были бы получены на монокристаллических образцах.
Составы сплавов и их параметры приведены в табл.1.
Табл.1 Составы сплавов и их параметры.
Обозначение сплава | Плотность | Постоянная решётки | Мол % кремния | Ширина запрещённой зоны, ЭВ |
GS-23 | 2,80 | 5,461 | 85,8 | 1,15 |
OS-25 | 2,72 | 5,454 | 87,4 | 1,16 |
GS-26 | 3,03 | 5,473 | 75,7 | 1,13 |
GS-29 | 3,62 | 5,518 | 57,5 | 1,08 |
GS-30 | 3,95 | 5,549 | 44,3 | 1,05 |
GS-31 | 4,86 | 5,620 | 15,0 | 0,94 |
GS-34 | 4,89 | 5,613 | 13,5 | 0,93 |
GS-37 | 4,70 | 5,593 | 22,9 | 0,94 |
D-28 | — | — | 7,2 | 0,83 |
D-31 | — | — | 4,3 | 0,78 |
D-39 | — | — | 6,0 | 0,81 |
D-40-G | — | 5,626 | 12,6 | 0,91 |
D-40-S | — | — | 4,2 | 0,78 |
D-40-T | — | — | 7,4 | 0,82 |
D-41 | — | — | 8,2 | 0,84 |
200-S | — | — | 0,7 | 0,73 |
Ge | 5,323 | 5,657 | — | 0,72 |
Si | 2,328 | 5,434 | — | 1,20 |