การปลูกผลึกและการศึกษาลักษณะเฉพาะของสารกึ่งตัวนำคอปเปอร์อินเดียมแกลเลียมไดซีลีไนด์

Abstract

ผลึกสารกึ่งตัวนำ Culn1-x Gax Se2 ที่ X ประมาณ 0.1 และ 0.2 ปลูกจากสภาวะหลอมเหลวโดยวิธีไดเรกชันนัลฟรีซซิงของบริดจ์แมนแบบแนวนอน ระนาบที่แสดงบริเวณผิวหน้าเปิดเป็นระนาบ (112) จากการวิเคราะห์ EDS พบว่าค่าปริมาณ Ga มีแนวโน้มลดลงและปริมาณ Cu มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นจากปลายจุดที่เย็นก่อนไปยังปลายจุดที่เย็นหลัง ค่าคงที่โครงผลึก a และ c เพิ่มขึ้นเมื่อปริมาณ Ga ลดลง จากการวัดสัมปริสิทธิ์การดูดกลืนแสงที่อุณหภูมิห้องพบว่า ขนาดช่องว่างแถบพลังงานมีค่าประมาณ 1.04 eV ที่ X ประมาณ 0.1 จากการวัดสภาพต้านทางไฟฟ้าที่อุณหภูมิห้องโดยวิธี แวนเดอเพาว์ พบว่า สภาพต้านทานไฟฟ้าของผลึกค่อนข้างต่ำ อยู่ในช่วง 0.29 ถึง 13.1 Ohm-cm สภาพเคลื่อนที่ได้ของฮอลล์วัดที่อุณหภูมิห้องมีค่าระหว่าง 6.8 ถึง 51.7 cm2V-1s-1 ผลึกที่ได้ให้ชนิดการนำไฟฟ้าเป็นชนิดพีทั้งหมด ด้วยการวัดปรากฏการณ์ฮอลล์ของผลึกตัวอย่างหนึ่งที่ X ประมาณ 0.1 วัดที่อุณหภูมิจาก 100K ถึง 327K ทราบว่า ทั้งสภาพต้านทานไฟฟ้า สภาพเคลื่อนที่ได้ของฮอลล์ และความหนาแน่นของพาหะเปลี่ยนแปลงไปกับการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิ ความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นพาหะกับอุณหภูมิสอดคล้องกับการกำหนดให้มีสถานะผู้รับที่มีระดับพลังงานไอออไนซ์ขนาด 72.3 meV เหนือของแถวเวเลนซ์ และการเปลี่ยนแปลงของสภาพเคลื่อนที่ได้ของฮอลล์เกิดจากกลไกการกระเจิงของพาหะโดยแอคูสติกโฟนอน