Sulfura de galiu este un material semiconductor III-VI care datorită proprietăților fizice se poate regăsi în fază GaS sau Ga2S3. Ga2S3 are patru forme alotropice: γGa2S3 cu rețeaua cristalină cubică, grupa spațială F-43 m (nr. 216) cu parametrul rețelei cristaline a=5,181 Å; β Ga2S3 cu rețeaua cristalină de tip wurtzite, grupa spațială P63mc (nr. 186)cu parametrii rețelei cristaline =3,685 Å, c=6,028 Å; α‵Ga2S3 curețeaua cristalină monoclinică, grupa spațială Cc (nr. 9).cu parametrii,a=11,107 Å, b=6,395 Å, c=7.021 Å, c=121,17 Å, β=121,17°; αGa2S3cu rețeaua cristalină hexagonală, grupul spațial P61 (nr. 169) și modificarea P65 cu parametrii rețelei pentru grupa spațială P61 a=6,385 Å,c=18,040 Å. Au fost analizate probe preparate prin metoda CSS pe suport de Si(100) la temperatura acestuia de 550°C, 600°C, 650°C, 700°C, sursa fiind de pulberea de α‵Ga2S3. Pentru studiul straturilor subțiri semiconductoare s-a utilizat difractometrul de raze X în configurația GI-XRD (Grazing Incidence X-Ray Diffraction) (Fig.1). În această configurație tubul de raze X (anod de Cu λKα1 1,54060 Å, λKα2 1,54439 Å) împreună cu „optica incidentă” se fixează sub unghiul ω față de planul probei, iar „optica difractată” anexată la detector se mișcă cu viteza de 2θ/s în același plan cu proba și optica incidentă. Reieșind din compararea poziției maximelor de pe tablourile de difracție obținute și baza de date ICDD PDF4+ s-a stabilit că probele au componența de fază (Tab.1): fγGa2S3 PDF4+ 00-0430916; αGa2S3 PDF4+ 04-007-1422; GaS PDF4+ 04-003-3336. Fig.1. Reprezentarea schematică a GI-XRD. Efectuarea analizei cantitative și precizarea parametrilor rețelei cristaline s-a utilizat metoda Rietveld refinement [1], care constă în minimizarea diferenței dintre intensitatea observată și cea calculată în fiecare punct i al tabloului de difracție prin metoda celor mai mici pătrate. Acest model ține cont de următorii factori reprezentați în relația (1) pentru produs de un eșantion compus din n faze. Cele menționate sunt aplicabile și în cazul analizei straturilor subțiri semiconductoare policristaline. unde: s- factorul de scară, - factorul de polarizare Lorentz,- factorul de multiplicitate, - factorul de structură,- funcția de profil a maximului provenit de la reflexia de la planul cu hkl dat, - factorul de absorbție, - intensitatea fonului în punctul i,- factorul de texturare, în aproximația March-Dollase [2] are forma (2) unde - unghiul dintre direcția cristalografică de texturare și planul cu indicii hkl, - factor care se precizează. Pentru determinarea dimensiunii cristalitelor și a distorsiunii s-a utilizat metoda Williamson-Hall [3] modificată pentru funcția de profil Pseudo-Voight. În lucrarea [4] s-a demonstrat că dependența factorului de scară pentru faza p și fracția masică a acesteia în eșantionul dat (3):Difractograma și rezultatul Rietveld refinement-ului pentru probele cu temperatura suportuluide 550°C și 600°C (pentru γGa2S3)Fig.4 Difractograma și rezultatul Rietveld refinement-ului ului pentru probele cu temperaturasuportului de 650°C și tabloul de difracție pentru proba cu temperatura C unde: -factorul de scară a fazei p; Z- numărul de unități de formulă în celula elementară; M-masa unei unități moleculare; V-volumul celulei elementare. Pentru determinarea fracției masice s-a rezolvat sistemul (4). Fig.3. Difractograma și rezultatul Rietveld refinement-ului pentru probele cu temperatura suportului de 550°C și 600°C (pentru γGa2S3 ) Fig.4. Difractograma și rezultatul Rietveld refinement-ului ului pentru probele cu temperatura suportului de 650°C și tabloul de difracție pentru proba cu temperatura suportului de 700 Tab.1. Analiza calitative și cantitative ale probelor de sulfură de galiu preparate pe suporturi de Si Tsuport, ͦ°C Faza wp, % Dimensiunea medie a cristalitelor, Å strain, % Constanta rețelei crsitaline - ICDDpdf 4+, Å Constanta rețelei crsitaline - Rietveld refinement., Å 550 γGa2S3 67,2 221,4±0,2 0,20±0,02 a=5,215 a=5,195 αGa2S3 32,8 305±14 0,23±0,08 a=6,385; c=18,04 a=6,388; c=17,307 600 γGa2S3 17,9 906±45 0,38±0,05 a=5,215 a=5,203 αGa2S3 83,1 241±2 0,20±0,04 a=6,385; c=18,04 a=6,405; c=18,053 650 GaS 100 505±15 0,71±0,07 a=3,586;c=15,498 a=3,584; c=15,499 700 amorf 100 Concluzii: În rezultatul depunerii prin metoda CSS din sursa de α‵Ga2S3 pe suportul de Si(100) la temperaturile acestuia de 550°C și 600°C se formează un amestec de γGa2S3 și αGa2S3, la temperatura de 650°C se formează GaS, iar la temperatura de 700°C se formează un strat de material amorf. La mărirea temperaturii de la 550°C la 600°C se micșorează concentrația fazei γGa2S3, se mărește dimensiunea cristalitelor și valoarea lui ε de la 221,4Å la 906Å și respectiv de la 0,20% la 0,38%, pe când concentrația fazei αGa2S3 crește, dimensiunea cristalitelor se micșorează de la 273Å la 241Å, iar valoarea lui ε crește de la 0,16% la 0,20%. În proba cu Tsuport=600°C faza γGa2S3 are indicând asupra prezenței texturării plastice.