Nucleation and crystal growth in chalcogenide amorphous materials

Abstract

Předložená disertační práce se zabývá studiem nukleace a růstu krystalů v chalkogenidových sklech. Ačkoli již bylo během uplynulých desetiletí publikováno mnoho prací zabývajících se nukleací a růstem krystalů a mnoho teorií bylo navrženo, nadále přetrvává potřeba získání více informací o těchto komplikovaných procesech a to s ohledem na nepostradatelné technologické aplikace chalkogenidových skel. Je důležité zmínit, že převážná část doposud známých znalostí o nukleaci pochází ze studií prováděných na oxidických sklech. Tato disertační práce obsahuje další poznatky o nukleaci a růstu krystalů v chalkogenidových sklech. Práce se skládá z pěti článků, které jsou doplněny teorií týkající se krystalizace a souhrnem hlavních cílů. Prvním cílem disertační práce bylo studium kinetiky nukleace v chalkogenidovém skle a ověření platnosti doposud navržených teorií a jejich zlepšení pro popis ustálené a neustálené nukleace. Nukleace byla studována v tenkých vrstvách systému Ge1.8Sb36.8S61.4 o tloušťce 1 ?m za pomoci isotermních in-situ temperací a optického mikroskopu. Závislost počtu nukleí na čase pro různé temperační teploty odhalila neustálené chování, které bylo popsáno Shneidmanovou teorií za účelem získání hodnot ustálené rychlosti nukleace, indukční doby a časového zpoždění (tzv. time-lag). Nukleační data byla popsána pomocí klasické nukleační teorie (CNT). Některé předpoklady a vylepšení klasické nukleační teorie byly testovány a aplikovány. Druhým cílem disertační práce bylo rozšíření a pokračování ve studiu kinetiky růstu krystalů v chalkogenidových sklech pomocí přímých (optická a elektronová mikroskopie) a nepřímých (rentgenová difrakce, diferenciální skenovací kalorimetrie, termomechanická analýza) metod. Kombinací více přístupů je možné získat lepší náhled na proces růstu krystalů. Studie zahrnující jak objemová skla, tak tenké vrstvy byly provedeny v systémech: Se-Te, Ge-Sb-Se a As-Se. Výsledky byly popsány na základě standardních a korigovaných růstových modelů.