Edge Absorption of (Y0.06Ga0.94)2O3 Thin Films

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

doi:10.15330/pcss.18.1.89-93

Автор(и)

О.М. Бордун Львівський національний університет імені Івана Франка
І.Й. Кухарський Львівський національний університет імені Івана Франка
І.І. Медвідь Львівський національний університет імені Івана Франка
Ж.Я. Цаповська Львівський національний університет імені Івана Франка

DOI:

https://doi.org/10.15330/pcss.18.1.89-93

Ключові слова:

оксид ітрію і галію, тонка плівка, край фундаментального поглинання

Анотація

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 b–Ga₂O₃. Оптична ширина забороненої зони даних плівок є більшою ніж у плівках b–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.

Посилання

[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] M. E. Globus, B. V. Grinev, Inorganic scintillators. New and traditional materials (Akta, Kharkov, 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] V. F. Popova, A. G. Petrosyan, E. A. Tugova, D. P. Romanov, V. V. Gusarov, Russ. J. Inorg. Chem. 54 (4) 624 (2009).
[19] R. Swanepoel, J. Phys. E: Sci. Instrum. 16 (12) 1214 (1983).
[20] A. S. Valeev, Opt. Spectrosc. 15 (4) 500 (1963).
[21] O. M. Bordun, I. Yo. Kukharskyy, B. O. Bordun, V. B. Lushchanets, J. Appl. Spectrosc. 81 (5) 771 (2014).
[22] I. M. Tsydyl’kovskyy, Band structure of semiconductors (Nauka, Moskva, 1978).
[23] Zh. Pankov, Optical processes in semiconductors (Mir, Moskva, 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] B. F. Ormont, Introduction to physical chemistry and crystal chemistry of semiconductors (Vysshaya shkola, Moskva, 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).