Процеси кристалізації тонких полікристалічних шарів стибніту галію для термофотовольтаїчного застосування
The cost of thermophotovoltaic converters can be reduced by making substrates of amorphous materials, which do not have an orienting effect, such as glass or fused quartz, for obtaining thin polycrystalline GaSb layers. The study establishes the conditions for the crystallization of thin polycrystal...
Збережено в:
| Дата: | 2022 |
|---|---|
| Автори: | , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers
2022
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2022.4-6.39 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Technology and design in electronic equipment |
Репозитарії
Technology and design in electronic equipment| id |
oai:tkea.com.ua:article-52 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| spelling |
oai:tkea.com.ua:article-522025-08-11T09:09:07Z Crystallization processes of thin polycrystalline layers of galium stybnide for thermophotovoltaic application Процеси кристалізації тонких полікристалічних шарів стибніту галію для термофотовольтаїчного застосування Bahanov, Yevgen Shutov, Stanislav Tsybulenko, Vadym Levytskyi, Anatolii polycrystalline GaSb thin films grain size crystallization thermophotovoltaics полікристалічний GaSb тонкі плівки розмір зерна кристалізація термофотовольтаїка The cost of thermophotovoltaic converters can be reduced by making substrates of amorphous materials, which do not have an orienting effect, such as glass or fused quartz, for obtaining thin polycrystalline GaSb layers. The study establishes the conditions for the crystallization of thin polycrystalline GaSb layers with grain size sufficient to produce efficient thermophotovoltaic converter structures on a non-orienting substrate made of fused quartz. The authors carry out a two-dimensional modeling of the initial nucleus growth to study how the crystallization conditions affect the shape of the grains. It is shown that the form of grain growth is not very sensitive to the initial nucleus size and cooling rate, but is rather sensitive to nucleus density on the surface. The paper provides an estimate of the average surface density of the new phase nuclei, which tend to grow, on substrate surfaces. When the temperature is increased, the surface concentration of nuclei grows, and the grain size decreases. It is determined that the selected range of grain surface density corresponds to the cultivation temperature range of 450-550°C. Thin polycrystalline GaSb layers are grown at 520°C with a cooling rate of 10В°C/ min to a temperature of 400°C, using a method developed by us, which requires simple equipment and consists in the forced cooling of a thin layer of stibium in a gallium melt in a vacuum. The degree of crystallinity of the samples is estimated from the photoluminescence spectra at 77 K. The spectra show two emission bands: one at 796 meV and another, the predominant one, at 775 meV, which indicates the presence of a significant number of point defects and deviations from the stoichiometry of the obtained films.The studies performed on an interference microscope show that the obtained layers have good planarity and homogeneity, and the average grain size is up to 25 microns, which confirms the validity of the proposed models. This technology can be used to manufacture inexpensive infrared radiation converters and, in particular, thermophotovoltaic converters. Встановлено умови кристалізації тонких полікристалічних шарів GaSb, розмір зерен яких достатній для виготовлення структур ефективних термофотовольтаїчних перетворювачів на підкладці з плавленого кварцу, який не має орієнтаційного ефекту. Показано, що форма зерна в процесі зростання мало чутлива до початкового розміру зародка та швидкості охолодження і достатньо чутлива до щільності зародків на поверхні. Вирощено тонкі полікристалічні шари GaSb з задовільною планарністю та однорідністю, середній розмір зерна яких складає до 25 мкм. PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers 2022-12-16 Article Article Peer-reviewed Article application/pdf https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2022.4-6.39 10.15222/TKEA2022.4-6.39 Technology and design in electronic equipment; No. 4–6 (2022): Tekhnologiya i konstruirovanie v elektronnoi apparature; 39-45 Технологія та конструювання в електронній апаратурі; № 4–6 (2022): Технология и конструирование в электронной аппаратуре; 39-45 3083-6549 3083-6530 10.15222/TKEA2022.4-6 uk https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2022.4-6.39/45 Copyright (c) 2022 Bahanov Ye. O., Shutov S. V., Tsybulenko V. V., Levytskyi S. N. http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ |
| institution |
Technology and design in electronic equipment |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2025-08-11T09:09:07Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
полікристалічний GaSb тонкі плівки розмір зерна кристалізація термофотовольтаїка |
| spellingShingle |
полікристалічний GaSb тонкі плівки розмір зерна кристалізація термофотовольтаїка Bahanov, Yevgen Shutov, Stanislav Tsybulenko, Vadym Levytskyi, Anatolii Процеси кристалізації тонких полікристалічних шарів стибніту галію для термофотовольтаїчного застосування |
| topic_facet |
polycrystalline GaSb thin films grain size crystallization thermophotovoltaics полікристалічний GaSb тонкі плівки розмір зерна кристалізація термофотовольтаїка |
| format |
Article |
| author |
Bahanov, Yevgen Shutov, Stanislav Tsybulenko, Vadym Levytskyi, Anatolii |
| author_facet |
Bahanov, Yevgen Shutov, Stanislav Tsybulenko, Vadym Levytskyi, Anatolii |
| author_sort |
Bahanov, Yevgen |
| title |
Процеси кристалізації тонких полікристалічних шарів стибніту галію для термофотовольтаїчного застосування |
| title_short |
Процеси кристалізації тонких полікристалічних шарів стибніту галію для термофотовольтаїчного застосування |
| title_full |
Процеси кристалізації тонких полікристалічних шарів стибніту галію для термофотовольтаїчного застосування |
| title_fullStr |
Процеси кристалізації тонких полікристалічних шарів стибніту галію для термофотовольтаїчного застосування |
| title_full_unstemmed |
Процеси кристалізації тонких полікристалічних шарів стибніту галію для термофотовольтаїчного застосування |
| title_sort |
процеси кристалізації тонких полікристалічних шарів стибніту галію для термофотовольтаїчного застосування |
| title_alt |
Crystallization processes of thin polycrystalline layers of galium stybnide for thermophotovoltaic application |
| description |
The cost of thermophotovoltaic converters can be reduced by making substrates of amorphous materials, which do not have an orienting effect, such as glass or fused quartz, for obtaining thin polycrystalline GaSb layers. The study establishes the conditions for the crystallization of thin polycrystalline GaSb layers with grain size sufficient to produce efficient thermophotovoltaic converter structures on a non-orienting substrate made of fused quartz. The authors carry out a two-dimensional modeling of the initial nucleus growth to study how the crystallization conditions affect the shape of the grains. It is shown that the form of grain growth is not very sensitive to the initial nucleus size and cooling rate, but is rather sensitive to nucleus density on the surface. The paper provides an estimate of the average surface density of the new phase nuclei, which tend to grow, on substrate surfaces. When the temperature is increased, the surface concentration of nuclei grows, and the grain size decreases. It is determined that the selected range of grain surface density corresponds to the cultivation temperature range of 450-550°C. Thin polycrystalline GaSb layers are grown at 520°C with a cooling rate of 10В°C/ min to a temperature of 400°C, using a method developed by us, which requires simple equipment and consists in the forced cooling of a thin layer of stibium in a gallium melt in a vacuum. The degree of crystallinity of the samples is estimated from the photoluminescence spectra at 77 K. The spectra show two emission bands: one at 796 meV and another, the predominant one, at 775 meV, which indicates the presence of a significant number of point defects and deviations from the stoichiometry of the obtained films.The studies performed on an interference microscope show that the obtained layers have good planarity and homogeneity, and the average grain size is up to 25 microns, which confirms the validity of the proposed models. This technology can be used to manufacture inexpensive infrared radiation converters and, in particular, thermophotovoltaic converters. |
| publisher |
PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers |
| publishDate |
2022 |
| url |
https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2022.4-6.39 |
| work_keys_str_mv |
AT bahanovyevgen crystallizationprocessesofthinpolycrystallinelayersofgaliumstybnideforthermophotovoltaicapplication AT shutovstanislav crystallizationprocessesofthinpolycrystallinelayersofgaliumstybnideforthermophotovoltaicapplication AT tsybulenkovadym crystallizationprocessesofthinpolycrystallinelayersofgaliumstybnideforthermophotovoltaicapplication AT levytskyianatolii crystallizationprocessesofthinpolycrystallinelayersofgaliumstybnideforthermophotovoltaicapplication AT bahanovyevgen procesikristalízacíítonkihpolíkristalíčnihšarívstibnítugalíûdlâtermofotovolʹtaíčnogozastosuvannâ AT shutovstanislav procesikristalízacíítonkihpolíkristalíčnihšarívstibnítugalíûdlâtermofotovolʹtaíčnogozastosuvannâ AT tsybulenkovadym procesikristalízacíítonkihpolíkristalíčnihšarívstibnítugalíûdlâtermofotovolʹtaíčnogozastosuvannâ AT levytskyianatolii procesikristalízacíítonkihpolíkristalíčnihšarívstibnítugalíûdlâtermofotovolʹtaíčnogozastosuvannâ |
| first_indexed |
2025-09-24T17:30:18Z |
| last_indexed |
2025-09-24T17:30:18Z |
| _version_ |
1850410202846724096 |