DOI: 10.15330/pcss.18.1.89-93

О.М. Бордун, І.Й. Кухарський, І.І. Медвідь, Ж.Я. Цаповська

Крайове поглинання тонких плівок (Y_0.06Ga_0.94)₂O₃

¹Львівський національний університет імені Івана Франка, вул. Університетська 1, м. Львів, 79000, Україна, e-mail: bordun@electronics.lnu.edu.ua

Методом оптичної спектроскопії досліджено область фундаментального поглинання тонких плівок (Y_0.06Ga_0.94)₂O₃, отриманих методом високочастотного іонно-плазмового розпилення. Встановлено, що дані плівки формуються у моноклінній структурі -Ga₂O₃. Оптична ширина забороненої зони даних плівок є більшою ніж у плівках -Ga₂O₃ і становить 4,66 еВ для плівок, відпалених у кисні, 4,77 еВ для плівок, відпалених у аргоні і 4,87 еВ для плівок, відновлених у атмосфері водню. Оцінено зведену ефективну масу вільних носіїв заряду у плівках (Y_0.06Ga_0.94)₂O₃ після відпалу плівок та після відновлення у водні. Встановлено, що концентрація носіїв заряду після відпалу у кисні становить 1,3210¹⁸ см^–3, після відпалу в аргоні – 3,4110¹⁸ см^–3, та після відновлення у водні – 5,2010¹⁸ см^–3, що характерне для вироджених напівпровідників. Показано, що зсув краю фундаментального поглинання в тонких плівках (Y_0.06Ga_0.94)₂O₃ зумовлений ефектом Бурштейна-Мосса.
Ключові слова: оксид ітрію і галію, тонка плівка, край фундаментального поглинання.

Література

[1] C. Jin, S. Park, H. Kim, C. Lee, Sensors and Actuators B 161(1), 223 (2012).
[2] T. Miyata, T. Nakatani, T. Minami, Thin Sol. Films 373(1-2), 145 (2000).
[3] K.H. Choi, H.C. Kang, Materials Letters 123, 160 (2014).
[4] P. Wellenius, A. Suresh, J.V. Foreman, H.O. Everitt, J.F. Muth, Mater. Sci. Eng. B 146 (1-3), 252 (2008).
[5] J.-T. Yan, C.-T. Lee, Sensors and Actuators B 143(1), 192 (2009).
[6] M. Passlack, M. Hong, E.F. Schubert, J.R. Kwo, J.P. Mannaerst, S.N.G. Chu, N. Moriya, F.A. Thiel, Appl. Phys. Lett. 66(5), 625 (1995).
[7] J.-G. Zhao, Z.-X. Zhang, Z.-W. Ma, H.-G. Duan, X.-S. Guo, E.-Q. Xie, Chinese Phys. Lett. 25(10), 3787 (2008).
[8] L. Kong, J. Ma, C. Luan, W. Mi, Yu Lv, Thin Solid Films 520(13), 4270 (2012).
[9] Y. Kokubun, K. Miura, F. Endo, S. Nakagomi, Appl. Phys. Lett. 90(3), 031912 (2007).
[10] K. Shimamura, E.G.Villora, T.Ujiie, K.Aoki, Appl. Phys. Lett. 92(20), 201914 (2008).
[11] D.J Fu, Y.H. Kwon, T.W. Kang, C.J. Park, K.H. Baek, H.Y. Cho, D.H. Shin, C.H. Lee, K.S. Chung, Appl. Phys. Lett. 80(3), 446 (2002).
[12] Y. Nakano, T. Jimbo, Appl. Phys. Lett. 82(2), 218 (2003).
[13] М.Е. Глобус, Б.В. Гринев, Неорганические сцинтилляторы. Новые и традиционные материалы (Акта, Харьков, 2001).
[14] K. Mishra,•Y. Dwivedi, S.B. Rai, Appl. Phys. B 106(1), 101 (2012).
[15] C. Shanga, X. Shang, Y. Qu, M. Li, Chem. Phys. Lett. 501, 480 (2011).
[16] H.J. Lee, K.P. Kim, G.Y. Hong, J.S. Yoo, J. Luminescence 130, 941 (2010).
[17] A. Yousif, H.C. Swart, O.M. Ntwaeaborwa, Appl. Surf. Sci. 258(17), 6495 (2012).
[18] В.Ф. Попова, А.Г. Петросян, Е.А. Тугова, Д.П. Романов, В.В. Гусаров, Журн. неорг. химии 54(4), 680 (2009).
[19] R. Swanepoel, J. Phys. E: Sci. Instrum. 16(12), 1214 (1983).
[20] А.С. Валеев, Опт. и спектр. 15(4), 500 (1963).
[21] О.М. Бордун, И.И Кухарский, Б.О. Бордун, В.Б. Лущанец, Журн. прикл. спектроскопии 81(5), 699 (2014).
[22] И.М. Цидильковский, Зонная структура полупроводников (Наука, Москва, 1978).
[23] Ж. Панков, Оптические процессы в полупроводниках (Мир, Москва, 1973).
[24] H.L. Hartnagel, A.L. Dawar, A.K. Jain, C. Jagadish, Semiconducting Transparent Thin Films (Institute of Physics Publishing, Bristol, 1995).
[25] T.P. McLean, Prog. Semicond. 5, 53 (1960).
[26] Б.Ф. Ормонт, Введение в физическую химию и кристаллохимию полупроводников (Высшая школа, Москва, 1973).
[27] N. Ueda, H. Hosono, R. Waseda, H. Kawazoe, Appl. Phys. Lett. 71(4), 933 (1997).
[28] M.J. Gadre, T.L. Alford, Appl. Phys. Lett. 99(5), 051901 (2011).
[29] J. Kumar, A.K. Srivastava, J. Appl. Phys. 115(13), 134904 (2014).