2.4. Дослідження фазового складу, мікроструктури та мікротвердості

Для рентгеноструктурних досліджень нами використовувалися рентгенодифрактометри ДРОН-2 і ДРОН-3. Найбільш придатним для дослідження виявилося мідне випромінювання. Фільтром була Ni фольга. Швидкість руху гоніометра – 0,5-2 градуси за хвилину, залежно від мети дослідження. Так, для розрахунку параметрів елементарної комірки застосовували швидкість 0,5 град./хв., для фазового аналізу – 1-2 град./хв. В дифрактометрії полікристалів застосовується плоский препарат. Нами застосовувався плоский препарат у вигляді порошку (10 мкм) нанесеного на кварцову кювету, попередньо змазану шаром вазеліну (аморфною речовиною). Порошок злегка притискувався скляною пластинкою, чим забезпечувалася площинність зразка. Зусилля при притисканні були мінімальні, щоб не створювалися деформаційні напруження у зернах. Для розшифровки дифрактограм використовувалися методики, приведені в [77, 78].

Для проведення металографічних досліджень зразків поверхня повинна мати мінімальні пошкодження. Відомо, що халькогеніди свинцю досить м’які та крихкі матеріали. Тому основними пошкодженнями є деформація матеріалу при його різці. Товщина порушеного шару залежить від методів різки і може сягати кількох сотень мікрон. Нами використовувалась різка ніхромовою дротовою пилкою (діаметр 0,1 мм), оскільки цей спосіб більш ефективний, ніж електроіскрова різка диском з алмазним абразивом. Кристал розрізували на пластини, товщиною 1-3 мм із використанням суспензії порошку карбіду кремнію М10, гліцерину та води. Окрім того, було зроблено пристрій згідно [67], який давав можливість із високою точністю (до 10^/-15^/) здійснювати різку і подальшу обробку поверхні кристала у площині (100). Після різки шайби закріплювали на станок (причому, ще раз перевіряли точність орієнтації кристалів у площині (100)) і обробляли на скляній план-шайбі з використанням порошків карбіду кремнію М10-М5, що давало змогу зменшити товщину порушеного шару до 40 мкм. Після цього зразки полірувались, залежно до їх подальшого використання або за допомогою алмазних паст АСМ 3-1, або хіміко-механічним способом на основі кавника гексацианоферрата (K₃[Fe(CN)₆]+NaOH+гліцерин (у співвідношенні 4:3:3 об’єм.%)), або електрохімічно – електролітом 20 г КОН+ 45 мл Н₂О + 35 мл гліцерину + 20 мл етанолу, густина струму 0,2 А/см², температура 20-25ºС, час полірування 5-10 хв. Після полірування зразки обов’язково промивалися у воді, розбавленій у азотній кислоті (1:10) і знову у воді [79]. Якість полірування оцінювали по глибині порушеного шару, який визначали шляхом спостереження у світловий мікроскоп протравлених у селективному травнику (10 г КОН +10  Н₂О + 1 мл гліцерину + 0,5 мл 30 % Н₂О₂ [80]) сколів монокристалу. Виявилось, що перші два способи дозволяють довести товщину порушеного шару до кількох мікрон. Цього достатньо для використання зразків у експериментах по відпалу і для фізичних вимірювань. електролітичне травлення, яке повністю видаляє порушений шар добре використовувати для створення гетероструктур.

Для визначення параметра гратки монокристалічних шарів монохроматизація рентгенівського пучка здійснювалися високоякісним кристалом кремнію (111). В якості джерела рентгенівського випромінювання використовувалася трубка 2.5БСВ27-Сu. Для усунення накладань дифракційних кривих внаслідок можливого відбивання від К_α-дублета, останній відсікався за допомогою щілини. По швидкості обертання зразка навколо осі гоніометра 1/32 град/хв. (за шкалою зразка), швидкості діаграмної стрічки 30 мм/хв. положення максимуму можна визначити з точністю ±5·10^-5град. при такому режимі зйомки час запису кривої (222) досліджуваних зразків по схемі (n_┴-m) складає біля чотирьох хвилин. Точність визначення параметра гратки ±10^-4Å.

Дослідження поверхні зразка проводили також на металографічному мікроскопі МІМ-4, що дозволяє вивчати об'єкти в світлому полі при прямому та косому освітленні, а також в темному полі і в поляризованному світлі.

Мікротвердість зразків визначали на приладі ПМТ-3 при навантаженні 50г. Число твердості кожного зразка визначали із замірів 50 відбитків; при цьому похибка не перевищувала 2-3%. [96].