Struktur des amorphen Germaniums und Siliciums

Abstract

Amorphe Ge- und Si-Aufdampfschichten wurden mit CuKα, MoKα und gefilterter Ag-Strahlung untersucht. Die störende K-Eigenstrahlung von Ge wurde durch starke Filterung mit einer Ag- bzw. Pd-Folie von 100 bzw. 150 μ Dicke ausgeschaltet. Die Fourier-Analyse der Intensitätskurven ergab unabhängig von der Strahlung praktisch dieselben Atomverteilungskurven. Danach liegt im amorphen Ge und Si eine Schichtpaket-Bildung aus (111)-Ebenen der Größe von etwa 15 Å vor. Die Schichtbildung ist dabei, selbst in der Einzelschicht, stark gestört; sie scheint ganz allgemein ein wesentliches Merkmal des amorphen, nichtkristallinen Zustandes zu sein. Wegen der Forderung nach steter Raumerfüllung sind die Schichtpakte durch Übergangsgebiete mit weitgehend ungeordneter Atomverteilung miteinander verbunden. Beim Tempern der amorphen Ge-Aufdampfschichten wird die Ordnung zunächst geringer, um bei Temperaturen von 300°C und höher wieder anzusteigen. Im Gegensatz zu As, Sb, Se u. a. ist beim Tempern von amorphem Ge keine Kristallbildung in kleinsten Bereichen zu beobachten. Der Übergang: amorph → kristallin erfolgt vielmehr plötzlich, d. h. ohne vorherige Bildung kleinster Kristallite. Aus den beobachteten Atomzahlen sowie aus den Abstandswerten für die I. Koordination ist zu schließen, daß bei Ge und Si die Dichte σamorph etwa 10% kleiner als σkrist.ist