ДОСЛІДЖЕННЯ ДИФУЗІЙНОЇ ДОВЖИНИ НЕРІВНОВАЖНИХ НОСІЇВ ЗАРЯДУ В БАЗОВИХ ШАРАХ ТЕЛУРИДУ КАДМІЮ
DOI:
https://doi.org/10.20998/2413-4295.2024.04.01Ключові слова:
поверхнева фотоелектрична напруга, плівка телуриду кадмію, термічне вакуумне випаровування, дифузійна довжина, спектри пропускання, електронографіяАнотація
Тонкоплівкові зразки телуриду кадмію були виготовлені за допомогою термічного вакуумного випарювання з метою дослідження дифузійної довжини неосновних носіїв заряду. Аналіз початкового стану проводили за допомогою рентгеноструктурних досліджень телуриду кадмію, конденсованого на скляних підкладках. Аналіз виявив два дифракційних відбиття, що відповідають віддзеркаленням сімейств кристалографічних площин (111) і (333). Розрахунки показали, що розміри областей когерентного розсіювання склали 93 нм і 56 нм, а значення мікродеформацій визначено як 11,6×10−3 і 4,8×10−3 для цих площин відповідно. Електронографічні дослідження ідентифікували вісь зони сформованих плівкових структур [110]. Крім того, спостерігалося двійникування та формування шаруватої субструктури всередині тонких плівок телуриду кадмію. Мікроскопічні дослідження поверхні дозволили зрозуміти рельєф поверхні, виміряний на рівні приблизно 130 нм, і розмір полікристалічного зерна, визначений як 1 мкм. Для дослідження електрофізичних властивостей тонких плівок телуриду кадмію застосовано метод спектральної залежності малосигнальної поверхневої фотоелектричної напруги. Розрахована довжина дифузії неосновних носіїв заряду становить 0,45 мкм, що становить половину розміру зерна в 1 мкм. Крім того, досліджено коефіцієнт пропускання телуриду кадмію в діапазоні довжин хвиль 800–900 нм. Енергія оптичної забороненої зони становила 1,4 еВ, що трохи менше, ніж 1,5 еВ, що спостерігається для монокристалічного телуриду кадмію. Підсумовуючи, плівкові структури телуриду кадмію, отримані термічним вакуумним випаровуванням, демонструють електрофізичні та електричні параметри, нижчі за монокристалічний телурид кадмію. Ці характеристики, зокрема низька дифузійна довжина неосновних носіїв і короткий час загасання електричного сигналу, роблять такі плівкові структури придатними для використання в пристроях, що вимагають тривалої стабільності під впливом часу, екстремальних температур, електричних полів і випромінювання.
Посилання
Huang Y., Yang J., Liu Z., Liang F., Zhao D. Investigation of degradation mechanism in GaN-based blue and ultraviolet laser diodes. J. Appl. Phys., 2023, vol. 134, pp. 095701, doi:10.1063/5.0160833.
Peng P., Hailiang Z., Hailiang D., Jia D. Z. G., Xu B. Investigation of GaAs-Based Laser Diode Adopting an Al Composition Gradient Double Waveguide Structure and its Photoelectric Properties. ECS Journal of Solid State Science and Technology, 2024, vol. 13, pp. 066002, doi: 10.1149/2162-8777/ad561c.
Scarpulla M. A., McCandles B., Phillips A. B., Yan Y., Hebenc M. J., Wolden C., Xiong G., Metzger W. K., Mao D., Krasikov D., Sankin I., Grover S., Munshi A., Sampath W., Sites J. R., Bothwell A., Albin D., Reese M. O., Romeo A., Nardone M., Hayes S. M. CdTe-based thin film photovoltaics: Recent advances, current challenges and future prospects. Solar Energy Materials and Solar Cells, 2023, vol. 255, pp. 112289, doi: 10.1016/j.solmat.2023.112289.
Sharmin A., Mahmood S. S., Sultana M., Aziz S., Shaikh M. A. A., Bashar M. S. Effect of argon pressure on the physical characteristics of cadmium telluride (CdTe) thin films by close-spaced sublimation. J. Mater. Sci.: Mater. Electron., 2023, vol. 34, no. 5, pp. 334, doi: 10.1007/s10854-022-09603-w.
Mazur T. M., Mazur M. P., Vakaliuk I. V. Solar cells based on CdTe thin films, Physics And Chemistry Of Solid State, 2023, vol. 24, no. 1, pp. 134-145, doi: 10.15330/pcss.24.1.134-145
Sharmin A., Mahmood S. S., Sultana M., Shaikh M. A. A., Bashar M. S. Property enhancement of a close-spaced sublimated CdTe thin film by a post-growth activation step with CdCl2 and MgCl2. Materials Advances, 2024, vol. 5, pp. 1205, doi: 10.1039/D3MA00734K.
Harmon E. S., Melloch M. R., Woodall J. M., Nolte D. D., Otsuka N., Chang C. L. Carrier lifetime versus anneal in low temperature growth GaAs. Appl. Phys. Lett., 1993, vol. 63, no. 16, pp. 2248–2250, doi: 10.1063/1.110542.
Afalla J., Gonzales K. C., Prieto E. A., Catindig G., Vasquez J. D., Husay H. A., Tumanguil-Quitoras M. A., Muldera J., Kitahara H., Somintac A. Photoconductivity, carrier lifetime and mobility evaluation of GaAs films on Si (100) using optical pump terahertz probe measurements. Semiconductor Science and Technology, 2019, vol. 34, pp. 035031, doi: 10.1088/1361-6641/ab0626.
Gevorgyan V. A., Mangasaryan N. R., Gremenok V. F., Tivanov M. S., Thakur P., Thakur A., Trukhanov S. V., Zubar T. I., Sayyed M. I., Tishkevich D. I., Trukhanov A. V. Morphology and structure of CdCl2-Containing CdTe films deposited by discrete vacuum thermal evaporation. Vacuum, 2023, vol. 214, pp. 112248, doi: 10.1016/j.vacuum.2023.112248.
Kumari S., Suthar D., Himanshu, Kumari N., Dhaka M. S. Understanding Grain Growth Mechanism in Vacuum Evaporated CdTe Thin Films by Different Halide Treatments: An Evolution of Ion Size Impact on Physical Properties for Solar Cell Applications. Comments Inorg. Chem., 2023, vol. 43, no. 6, pp. 429–464, doi: 10.1080/02603594.2022.2142938.
Melchor-Robles J. A., Nieto-Zepeda K. E., Vázquez-Barragán N. E., Arreguín-Campos M., Rodríguez-Rosales K., Cruz-Gómez J., Guillén-Cervantes A., Santos-Cruz J., Olvera L., Contreras-Puente G., Moure-Flores F. Characterization of CdS/CdTe Ultrathin-Film Solar Cells with Different CdS Thin-Film Thicknesses Obtained by RF Sputtering. Coatings, 2024, vol. 14, no. 4, pp. 452, doi: 10.3390/coatings14040452.
Alshehri K. Investigation on copper doped CdTe thick films for optoelectronic applications: structural, optical and electrical characteristics. Int. J. Thin. Fil. Sci. Tec., 2024, vol. 13, no. 3, pp. 235–247, doi: 10.18576/ijtfst//130308.
Kostylyov V. P., Sachenko A. V., Vlasiuk V. M., Sokolovskyi I. O., Kobylianska S. D., Torchyniuk P. V., V’yunov O. I., Belous A. G. Synthesis and investigation of the properties of organic-inorganicperovskite films with non-contact methods. Ukr. J. Phys., 2021, vol. 66, no. 5, pp. 429–438, doi: 10.15407/ujpe66.5.429.
Kopach G. I., Mygushchenko R. P., Khrypunov G. S., Dobrozhan A. I., Harchenko M. M. Structure and Optical Properties CdS and CdTe Films on Flexible Substrate Obtained by DC Magnetron Sputtering for Solar Cells. J. Nano- Electron. Phys., 2017, vol. 9, pp. 05035, doi: 10.21272/jnep.9(5).05035.
Meriuts A. V., Kharchenko M. M., Khrypunov G. S., Pudov A. O., Makhlai V. A., Herashchenko S. S., Sokolov S. A., Rybka A. V., Kutny V. E., Kolodiy I. V., Dobrozhan A. I., Kosinov A. V., Khrypunov M. G. Radiation sensor based on thin-film CdTe/CdS device structure and its radiation resistance under high-intensity hydrogen plasma. J. Appl. Phys., 2022, vol. 132, pp. 104501, doi: 10.1063/5.0098123.
##submission.downloads##
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2024 Андрій Доброжан, Геннадій Хрипунов, Аліна Хрипунова, Михайло Хрипунов, Михайло Кіріченко, Роман Зайцев
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Журнал публікує статті згідно з ліцензією Creative Commons Attribution International CC-BY.
