Search

The extremely high melting point of Mo, W and their sulfides acts as a barrier to the synthesis of chalcogenide glasses modified with these transition metal elements. Here, we demonstrate the preparation of amorphous thin films along the pseudobinary As40S60 MoS3 tie-line by spin-coating. Using 0.02 M stock solutions, the limiting As40S60 : MoS3 molar ratio was found to be 1 : 3 for the deposition of highly transparent, very smooth and compact defect-free amorphous thin films. The spectral analysis of optical constants revealed that both the refractive index and extinction coefficient decrease with increasing MoS3 content. On the other hand, the contribution of absorption tails was observed starting from the ratio 2 : 1 and they gradually become more intense and red-shifted with increasing MoS3. Using Raman and infrared spectroscopies (ATR), we confirmed that As40S60 and MoS3 reacted chemically in solution and all thin layers contained only residual amounts of organic ammonium salts after annealing at 200 degrees C. Our results demonstrate that the sol-gel method can be a feasible and cost-effective strategy for the preparation of amorphous chalcogenide thin films containing transition metals., Extrémně vysoký bod tání Mo, W a jejich sulfidů působí jako bariéra pro syntézu chalkogenidových skel modifikovaných těmito prvky přechodných kovů. Zde demonstrujeme přípravu amorfních tenkých vrstev podél pseudobinární linie As40S60 - MoS3 metodou rotačního nanášení. Použitím 0,02 M zásobních roztoků byl zjištěn limitní molární poměr As40S60 : MoS3 1 : 3 pro depozici vysoce transparentních, velmi hladkých a kompaktních amorfních tenkých vrstev bez defektů. Spektrální analýza optických konstant odhalila, že jak index lomu, tak i extinkční koeficient klesají s rostoucím obsahem MoS3. Na druhou stranu byl pozorován příspěvek absorpčních chvostů od poměru 2 : 1, které se postupně stávají intenzivnějšími a posouvají se k nižším energiím s rostoucím obsahem MoS3. Pomocí Ramanovy a infračervené spektroskopie (ATR) jsme potvrdili, že As40S60 a MoS3 chemicky reagovaly v roztoku a všechny tenké vrstvy po žíhání při 200 ∘ C obsahovaly pouze zbytková množství organických amonných solí. Naše výsledky ukazují, že metoda sol-gel může být proveditelná a nákladově efektivní strategii pro přípravu tenkých amorfních chalkogenidových filmů obsahujících přechodný kov.

Crystal growth in 1 mu m Se90Te10 thin films deposited on a variety of substrates was studied by means of a novel combination of direct microscopic and calorimetric measurements. Differential scanning calorimetry (DSC) was used to explore the macroscopic manifestation of the crystal growth in as-deposited Se90Te10 thin films, revealing the native-like crystal growth behavior (very close to that of the bulk glass) in the films deposited on the polymeric foil. The optical microscopy determined the following sequence for the crystal growth rates u(r) in the thin films deposited on different substrates: u(r)(white glass) > u(r)(SiO2 glass) > > u(r)(Kapton). This finding is perfectly consistent with the calorimetric data, and can be explained by the combined influences of the Na+ ions migrating from the white glass substrate to the thin film/substrate interface, and by the compressive stresses arising from the large difference between the thermal expansion coefficients of Se90Te10 and the inorganic glasses. Conformation of the calorimetric and microscopic data was validated by the description of both datasets in terms of a single set of parametrized equations based on the combination of the temperature-resolved screw-dislocation growth model and the macroscopic nucleation-growth model. The novel approach to the crystal growth research in chalcogenide thin films was introduced, demonstrating its unprecedented accuracy, robustness and overall comprehension. All major aspects of this novel approach were discussed in detail, including the necessity to consider not only the substrate properties but also the associated process of structural relaxation that may significantly alter the crystal growth near glass transition. (C) 2022 Elsevier B.V. All rights reserved., Krystalový růst 1 mikrometrových tenkých filmů Se90Te10 nanesených na různých substrátech byl studován kombinací přímé mikroskopie a kalorimetrie. Metoda DSC byla použito na vývoj makroskopických krystalů v tenké vrstvě a ukázala nativní krystalový růst ve filmu naneseném na polymerní fólii. Optická mikroskopie sledovala růst krystalů ve filmech na různých substrátech.