Tabakalı bazı ince filmlerin mikroyapılarının elektron mikroskopisi ile incelenmesi

Bu tezde, püskürtme yöntemi ile kapton alt yapılar üzerine sırasıyla 168 oC ve 200 oC'de büyütülen termoelektrik p-tipi (Bi0,15Sb0,85)2Te3 ve n-tipi Bi2(Te0,9Se0,1)3 filmlerinin, LPCVD tekniği kullanılarak Si(100) alt yapıları üzerine 280 oC'de farklı gaz akış oranlarında H2+WF6+SiH4 reaksiyonları sonucu büyütülen W filmlerinin ve MBE yöntemi ile ~550 oC'de büyütülen InxGa1-xAs/GaAs(001) hetero-yapısının mikroyapıları elektron mikroskopi teknikleri kullanılarak incelendi. SEM görüntüleri ve EDX spektrumları, termoelektrik filmlerinin yüzey morfolojilerinin küçük boyutlu tanelerin birleşmeleri ile oluşan büyük tanelerden meydana geldiğini, film yüzeylerinin pürüzlü olduğunu ve yapıların korunduğunu gösterdi. W/Si(100) filmlerinin SEM gözlemleri ve EDX analizlerinden, büyütme reaksiyonlarındaki gaz akış oranları ve ilk büyütme zamanlarının farklı olmalarından dolayı film yüzeylerinin farklı morfolojik ve kimyasal bileşim özellikleri sergilediği görüldü. TEM görüntüleri ve SAD desenlerinden, termoelektrik filmlerinin mikroyapılarının tüm doğrultularda nano-boyutlu ve aralarında yönelim ilişkisi bulunmayan tanelerden oluştuğu anlaşıldı. Mikroyapılar içerisinde ikincil faz, çökelti ve tabakalarda ayrışma gözlenmedi. HRTEM tekniği ile her iki filminde nano-boyutlu taneleri atomik boyutta görüntülendi, farklı yönelimlere sahip tanelerin dhkl değerleri ölçüldü ve bozunuma uğrayan alanlar tespit edildi. W/Si(100) filmlerinin mikroyapıları ve ara yüzeyleri düzlem-görüntü ve kesit-alan numuneleri hazırlanarak incelendi. Filmlerin mikroyapılarının gelişi güzel yönelimli tanelerden oluştuğu belirlendi. İlk büyütme zamanı daha kısa olan filmin mikroyapısı içerisinde oksit faz bulundu. EDX ile ikincil fazın WO3 bileşiği olduğu belirlendi. Kesit-alan TEM gözlemlerinden, ilk büyütme zamanı uzun olan filmin ara yüzeyinin diğer film ile mukayese edildiğinde oldukça pürüzlü olduğu ve birçok bölgede W film atomlarının Si alt yapı içerisine nüfuz ettiği gözlendi.InxGa1-xAs/GaAs(001) hetero-yapısının kesit-alan TEM gözlemlerinde, film yüzeyinden başlayarak çoklu tabakalar boyunca ilerleyen farklı karakteristiklerde çok sayıda çatlak görüldü. Bu çatlakların etraflarında ve uç noktalarında yoğun çizgisel kusur ağları tespit edildi. HRTEM tekniği ile çatlaklar ve çizgisel kusurlar atomik boyutta görüntülendi ve dhkl değeri belirlendi.