Електричні властивості НДН-гетероструктур n-SnS2/CdTeO3/p-CdZnTe
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe64.2.164Ключові слова:
тонка плiвка, спрей-пiролiз, гетероструктура, енергетична дiаграма, дiелектричний шарАнотація
Дослiджено умови виготовлення випрямляючих гетероструктур напiвпровiдник–дiелектрик–напiвпровiдник (НДН) n-SnS2/CdTeO3/p-Cd1−xZnxTe методом спрей-пiролiзу тонких плiвок SnS2 на кристалiчнi пiдкладки p-Cd1−xZnxTe iз формуванням промiжного тунельно-тонкого оксидного шару CdTeO3. На основi аналiзу температурних залежностей ВАХ встановлена динамiка змiни енергетичних параметрiв гетероструктури та з’ясована роль енергетичних станiв на межi CdTeO3/p-Cd1−xZnxTe при формуваннi прямого та зворотного струмiв. На основi C–V -характеристик дослiдженi процеси акумуляцiї та iнверсiї в НДН структурi. Запропонована модель енергетичної дiаграми гетероструктури, яка добре описує експериментальнi електрофiзичнi явища.
Посилання
B. Thangaraju, P. Kaliannan. Spray pyrolytic deposition and characterization of SnS and SnS2 thin films. J. Phys. D 52, 1054 (2000). https://doi.org/10.1088/0022-3727/33/9/304
Y. Huang, E. Sutter, J.T. Sadowski, M. Cotlet, O.L.A. Monti, D.A. Racke, M.R. Neupane, D. Wickramaratne, R.K. Lake, B.A. Parkinson, P. Sutter. Tin disulfide – an emerging layered metal dichalcogenide semiconductor: Materials properties and device characteristics. ACS Nano 8, 10743 (2014). https://doi.org/10.1021/nn504481r
L.A. Burton, D. Colombara, R.D. Abellon, F.C. Grozema, L.M. Peter, T.J. Savenije, G. Dennler, A.Walsh. Synthesis, characterization, and electronic structure of single-crystal SnS, Sn2S3 and SnS2. Chem. Mater. 25, 4908 (2013). https://doi.org/10.1021/cm403046m
A. L. Fahrenbruch, R. H. Bube. Fundamentals of Solar Cells (Academic Press, 1983) [ISBN: 9780323145381].
A. Sanchez-Juarez, A. Tiburcio-Silver, A. Ortiz. Fabrication of SnS2/SnS heterojunction thin film diodes by plasma-enhanced chemical vapor deposition. Thin Solid Films 480–481, 452 (2005). https://doi.org/10.1016/j.tsf.2004.11.012
A. Degrauw, R. Armstrong, A.A. Rahman, J. Ogle, L.Whittaker-Brooks. Catalytic growth of vertically aligned SnS/SnS2 p?n heterojunctions. Mater. Res. Express 4, 094002 (2017). https://doi.org/10.1088/2053-1591/aa8a37
G.M. Kumar, F. Xiao, P. Ilanchezhiyan, S. Yuldashev, T.W. Kang. Enhanced photoelectrical performance of chemically processed SnS2 nanoplates. RSC Advances 6, 99631 (2016). https://doi.org/10.1039/C6RA20491K
H. Chen, M. Gu, X. Pu, J. Zhu, L. Cheng. Fabrication of SnO2/SnS2 heterostructure with enhanced visible light photocatalytic activity. Mater. Res. Express 3, 065002 (2016). https://doi.org/10.1088/2053-1591/3/6/065002
M.R. Fadavieslam. A study of the structural, optical, and electrical properties of SnS2:Cu optical semiconductor thin films deposited by the spray pyrolysis technique. J. Mater. Sci. Mater. Electron. 28, 2392 (2017). https://doi.org/10.1007/s10854-016-5809-2
T. Ricica, L. Strizik, L. Dostal, M. Bouska, M. Vlcek, L. Benes, T. Wagner, R. Jambor. SnS and SnS2 thin films deposited using a spin-coating technique from intramolecularly coordinated organotin sulfides: Spin-coating deposition from organotin sulfides. Appl. Organomet. Chem. 29, 176 (2015). https://doi.org/10.1002/aoc.3267
S. Gedi, V.R. Minnam Reddy, B. Pejjai, C. Park, C.-W. Jeon, T.R.R. Kotte. Studies on chemical bath deposited SnS2 films for Cd-free thin film solar cells. Ceram. Int. 43, 3713 (2017). https://doi.org/10.1016/j.ceramint.2016.11.219
A. Luque, S. Hegedus.Handbook of Photovoltaic Science and Engineering (Wiley, 2011) [ISBN: 978-0-470-72169-8].
J.J. Kennedy, P.M. Amirtharaj, P.R. Boyd, S.B. Qadri, R.C. Dobbyn, G.G. Long. Growth and characterization of Cd1?xZnxTe and Hg1?yZnyTe. J. Cryst. Growth 86, 93 (1988). https://doi.org/10.1016/0022-0248(90)90704-O
K. Guergouri, R. Triboulet, A. Tromson-Carli, Y. Marfaing. Solution hardening and dislocation density reduction in CdTe crystals by Zn addition. J. Cryst. Growth 86, 61 (1988). https://doi.org/10.1016/0022-0248(90)90699-L
I.G. Orletskii, P.D. Mar'yanchuk, E.V. Maistruk, M.N. Solovan, V.V. Brus. Low-temperature spray-pyrolysis of FeS2 films and their electrical and optical properties. Phys. Solid State 58, 37 (2016). https://doi.org/10.1134/S1063783416010224
I.G. Orletskii, P.D. Maryanchuk, E.V. Maistruk, M.N. Solovan, D.P. Koziarskyi, V.V. Brus. Modification of the properties of tin sulfide films grown by spray pyrolysis. Inorganic Materials 52, 851 (2016). https://doi.org/10.1134/S0020168516080148
V.V. Brus, I.S. Babichuk, I.G. Orletskyi, P.D. Maryanchuk, V.O. Yukhymchuk, V.M. Dzhagan, I.B. Yanchuk, M.M. Solovan, I.V. Babichuk. Raman spectroscopy of Cu–Sn–S ternary compound thin films prepared by the low-cost spray-pyrolysis technique. Appl. Opt. 55, B158 (2016). https://doi.org/10.1364/AO.55.00B158
I.G. Orletskii, P.D. Mar'yanchuk, M.N. Solovan, V.V. Brus, E.V. Maistruk, D.P. Kozyarskii, S.L. Abashin. Optical properties and mechanisms of current flow in Cu2ZnSnS4 films prepared by spray pyrolysis. Phys. Solid State 58, 1058 (2016). https://doi.org/10.1134/S1063783416050188
I.G. Orletskii, P.D. Mar'yanchuk, M.N. Solovan, E.V. Maistruk, D.P. Kozyarskii. Peculiarities in electrical and optical properties of Cu2Zn1?xMnxSnS4 films obtained by spray pyrolysis. Tech. Phys. Lett. 42, 291 (2016). https://doi.org/10.1134/S1063785016030263
J.P. Ponpon. A review of ohmic and rectifying contacts on cadmium telluride. Solid-State Electron. 28, 689 (1985). https://doi.org/10.1016/0038-1101(85)90019-X
Y. Xi, T. Gessmann, J. Xi, J.K. Kim, J.M. Shah, E.F. Schubert, A.J. Fischer, M.H. Crawford, K.H. Bogart, A.A. Allerman. Junction temperature in ultraviolet light-emitting diodes. Jpn. J. Appl. Phys. 44, 7260 (2005). https://doi.org/10.1143/JJAP.44.7260
O.A. Matveev, A.I. Terent'ev. Basic principles of post-growth annealing of CdTe:Cl ingot to obtain semiinsulating crystals. Semiconductors 34, 1264 (2000). https://doi.org/10.1134/1.1325420
B.L. Sharma, R.K. Purohit. Semiconductor Heterojunctions (Pergamon Press, 1974) [ISBN: 9781483280868].
D.J. Olego, J.P. Faurie, S. Sivananthan, P.M.Raccah. Optoelectronic properties of Cd1?xZnxTe films grown by molecular beam epitaxy on GaAs substrates.Appl. Phys. Lett. 47, 1172 (1985). https://doi.org/10.1063/1.96316
S.M. Sze, K.N. Kwok. Physics of Semiconductor Devices (Wiley, 2006) [ISBN: 9780471143239]. https://doi.org/10.1002/0470068329
M.-J. Lee, J.-H. Ahn, J.H. Sung, H. Heo, S.G. Jeon, W. Lee, J.Y. Song, K.-H. Hong, B. Choi, S.-H. Lee, M.- H. Jo. Thermoelectric materials by using two-dimensional materials with negative correlation between electrical and thermal conductivity. Nat. Commun. 7, 12011 (2016). https://doi.org/10.1038/ncomms12011
M. Suita, T. Taguchi. Thermal oxidation of CdTe surfaces and the properties of MOS diodes. Nucl. Instrum. Meth. A 283, 268 (1989). https://doi.org/10.1016/0168-9002(89)91370-3
J.G. Werthen, J.P. Haring, R.H. Bube. Correlation between cadmium telluride surface oxidation and metal junctions. J. Appl. Phys. 54, 1159 (1983). https://doi.org/10.1063/1.332091
F.F. Wang, A.L. Fahrenbruch, R.H. Bube. Properties of metal-semiconductor and metal-insulator-semiconductor junctions on CdTe single crystals. J. Appl. Phys. 65, 3552 (1989). https://doi.org/10.1063/1.342630
V.P. Singh, J.C. McClure. Design issues in the fabrication of CdS–CdTe solar cells on molybdenum foil substrates. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 76, 369 (2003). https://doi.org/10.1016/S0927-0248(02)00289-1
A.G. Milnes, D.L. Feucht. Heterojunctions and Metal-Semiconductor Junctions (Academic Press, 1972) [ISBN:0124980503].
M.A. Lampert, P. Mark.Current Injection in Solids (Academic Press, 1970) [ISBN: 9780124353503].
P.M. Gorley, Z.M. Grushka, V.P. Makhniy, O.G. Grushka, O.A. Chervinsky, P.P. Horley, Y.V. Vorobiev, J. Gonzalez-Hernandez. Current transport mechanisms in n-InSe/p-CdTe heterojunctions. Phys. Status Solidi C 5, 3622 (2008). https://doi.org/10.1002/pssc.200780149
M.Y. El Azhari, M. Azizan, A. Bennouna, A. Outzourhit, E.L. Ameziane, M. Brunel. Preparation and characterization of CdTeO3 thin films. Thin Solid Films 366, 82 (2000). https://doi.org/10.1016/S0040-6090(00)00741-0
T.L. Chu, S.S. Chu, S.T. Ang. Surface passivation and oxidation of cadmium telluride and properties of metal-oxide-CdTe structures. J. Appl. Phys. 58, 3206 (1985). https://doi.org/10.1063/1.335830
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
