การปลูกผลึกและการศึกษาลักษณะเฉพาะของผลึกเดี่ยว CuIn[subscript 3]Se[subscript 5]

Abstract

ผลึกเดี่ยวสารกึ่งตัวนำ CuIn[subscript 3]Se[subscript 5] ปลูกจากสภาวะหลอมเหลว โดยวิธีแข็งตัวตามแนวทางของบริดจ์แมน-สโตคบาร์เกอร์แบบแนวนอน จากการศึกษาโครงสร้างผลึก โดยวิธี X-ray diffraction ระนาบบริเวณผิวหน้าเปิดเป็นระนาบ (112) สำหรับ ordered vacancy compound (OVC) และระนาบ (0012) สำหรับ layer structure compound ค่าคงที่แลตทิซมีค่า a = 5.7625 ํA, c = 11.5575 ํA สำหรับ OVC และ a = 12.1774 ํA, c = 46.2016 ํA สำหรับ layer structure compound จากการวิเคราะห์สัดส่วนอะตอมโดยวิธี energy-dispersive spectrometers พบว่าค่าปริมาณ Cu มีแนวโน้มลดลง และปริมาณ In มีแนวโน้มเพิ่มขึ้นจากปลายจุดที่เย็นก่อนไปยังหลายจุดที่เย็นหลัง จากการวัดสภาพต้านทานไฟฟ้าที่อุณหภูมิห้องโดยวิธีแวนเดอเพาว์ พบว่าสภาพต้านทานไฟฟ้าของผลึกมีค่ามากกว่า 500 ohm-cm สำหรับ OVC และประมาณ 5.7 ohm-cm สำหรับ layer structure compound จากการวัดปรากฏการณ์ฮอลล์ที่อุณหภูมิห้องพบว่า สภาพเคลื่อนที่ได้ของฮอลล์ที่อุณหภูมิห้อง มีค่าระหว่าง 4.45 ถึง 52.51 cm[superscript 2]V[superscript -1]S[superscript-1] และผลึกที่ได้มีชนิดการนำไฟฟ้าเป็นทั้งชนิดพีและชนิดเอ็น ด้วยการวัดปรากฏการณ์ฮอลล์ จาก 11-300 K ของผลึกตัวอย่างหนึ่ง ซึ่งเป็นส่วนที่เย็นทีหลังและมีโครงสร้างเป็นแบบ layer structure พบว่าสภาพต้านทานไฟฟ้าลดลงในขณะที่สภาพเคลื่อนที่ได้ของฮอลล์เพิ่มขึ้นเมื่ออุณหภูมิเพิ่มขึ้น แต่ความสัมพันธ์ระหว่างความหนาแน่นพาหะกับอุณหภูมิมีค่าประมาณ [superscript 16] cm [superscript -3] ซึ่งไม่เปลี่ยนแปลงมากนัก ซึ่งแสดงสมบัติเป็นสารกึ่งโลหะ