Date Log
Đã gửi
Jul 17, 2020
Đã xuất bản
Nov 7, 2019
CHẾ TẠO MÀNG MỎNG BARI ĐISILIC TRÊN ĐẾ GECMANI BẰNG PHƯƠNG PHÁP BỐC BAY NHIỆT VÀ KHẢO SÁT MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA NÓ
Corresponding Author(s) : Mai Thị Kiều Liên
mtklien@ued.udn.vn
Tạp chí Khoa học Xã hội, Nhân văn và Giáo dục,
T. 9 S. 4 (2019): TẠP CHÍ KHOA HỌC XÃ HỘI, NHÂN VĂN VÀ GIÁO DỤC
Tóm tắt
Màng mỏng BaSi2 được chế tạo bằng phương pháp bốc bay nhiệt trên đế Ge phẳng và điều chỉnh với thời gian điều chỉnh đế te khác nhau. Tiếp nối nghiên cứu trước, tính chất kết tinh và thời gian sống của hạt tải không cơ bản τ trong màng BaSi2 lần lượt được khảo sát. Kết quả cho thấy chất lượng kết tinh của màng BaSi2 dần suy giảm về phía bề mặt màng. τ của màng BaSi2 trên đế điều chỉnh cao hơn so với trên đế phẳng, đạt giá trị 3.17 µs với te = 15 phút. Đây là giá trị cao nhất đạt được khi đo màng mỏng BaSi2 lắng đọng trên các đế khác nhau (độ dày < 300 nm). Các kết quả trong nghiên cứu này góp phần củng cố thêm kết luận về thời gian điều chỉnh đế tối ưu ở nghiên cứu trước. Phổ phát quang của BaSi2 cho thấy màng BaSi2 lắng đọng trên đế điều chỉnh với te = 15 phút có chất lượng kết tinh tốt hơn trên đế phẳng. Từ đó, giá trị vùng cấm của màng BaSi2 được thiết lập, đạt 1.17-1.2 eV.
Từ khóa
Bari Đisilic; bán dẫn hợp chất với silic; bốc bay nhiệt; sự điều chỉnh đế; phổ phát quang; thời gian sống của hạt tải.
Mai Thị Kiều Liên. (2019). CHẾ TẠO MÀNG MỎNG BARI ĐISILIC TRÊN ĐẾ GECMANI BẰNG PHƯƠNG PHÁP BỐC BAY NHIỆT VÀ KHẢO SÁT MỘT SỐ TÍNH CHẤT CỦA NÓ. Tạp Chí Khoa học Xã hội, Nhân văn Và Giáo dục, 9(4), 7-13. https://doi.org/10.47393/jshe.v9i4.107
Tải về trích dẫn
Endnote/Zotero/Mendeley (RIS)BibTeX
References
-
[1] J. Evers and A. Weiss (1974). Electrical properties of alkaline earth disilicides and digermanides. Mater. Res. Bull, 9, 549-553.
[2] T. Nakamura, T. Suemasu, K. Takakura, F. Hasegawa, A. Wakahara and M. Imai (2002). Investigation of the energy band structure of orthorhombic BaSi2 by optical and electrical measurements and theoretical calculations. Appl. Phys. Lett, 81, 1032-1034.
[3] L. I. Ivanenko, V. L. Shaposhnikov, A. B. Filonov, A. V. Krivosheeva, V. E. Borisenko, D. B. Migas, L. Miglio, G. Behr, and J. Schumann (2004). Electronic properties of semiconducting silicides: Fundamentals and recent predictions. Thin Solid Films, 461, 141-147.
[4] K. Morita, Y. Inomata, and T. Suemasu (2006). Optical and electrical properties of semiconducting BaSi2 thin films on Si substrates grown by molecular beam epitaxy. Thin Solid Films, 508, 363-366.
[5] S. Kishino, T. Imai, T. Iida, Y. Nakaishi, M. Shinada, Y. Takanashi, and N. Hamada (2007). Electronic and optical properties of bulk crystals of semiconducting orthorhombic BaSi2 prepared by the vertical Bridgman method. J. Alloys Compd, 428, 22-27.
[6] K. Toh, T. Saito, and T. Suemasu (2011). Optical absorption properties of BaSi2 epitaxial films grown on a transparent silicon-on-insulator substrate using molecular beam epitaxy. Jpn. J. Appl. Phys, 50, 68001.
[7] K. O. Hara, Y. Nakagawa, T. Suemasu, and N. Usami (2015). Realization of single-phase BaSi2 films by vacuum evaporation with suitable optical properties and carrier lifetime for solar cell applications. Jpn. J. Appl. Phys, 54, 07JE02.
[8] M. Baba, K. Toh, K. Toko, N. Saito, N. Yoshizawa, K. Jiptner, T. Sekiguchi, K. O. Hara, N. Usami, and T. Suemasu (2012). Investigation of grain boundaries in BaSi2 epitaxial films on Si (111) substrates using transmission electron microscopy and electron-beam-induced current technique. J. Cryst. Growth, 348, 75-79.
[9] K.O. Hara, N. Usami, K. Nakamura, R. Takabe, M. Baba, K. Toko, and T. Suemasu (2013). Determination of bulk minority-carrier lifetime in BaSi2 earth-abundant absorber films by utilizing a drastic enhancement of carrier lifetime by post-growth annealing. Appl. Phys. Express, 6.
[10] R.A. McKee, F.J. Walker, J.R. Conner, and R. Raj (1993). BaSi2 and thin film alkaline earth silicides on silicon. Appl. Phys. Lett, 63, 2818-2820.
[11] H.H. Weitering (1996). New barium-induced surface reconstructions on Si (111). Surf. Sci, 355, L271-L277.
[12] Y. Inomata, T. Nakamura, T. Suemasu, and F. Hasegawa (2004). Epitaxial growth of semiconducting BaSi2 thin films on Si (111) substrates by reactive deposition epitaxy. Jpn. J. Appl. Phys, 43, 4155–4156.
[13] K. Toh, K.O. Hara, N. Usami, N. Saito, N. Yoshizawa, K. Toko, and T. Suemasu (2012). Molecular beam epitaxy of BaSi2 thin films on Si (001) substrates. J. Cryst. Growth, 345, 16–21.
[14] M. Baba, K. Nakamura, W. Du, M.A. Khan, S. Koike, K. Toko, N. Usami, N. Saito, N. Yoshizawa, and T. Suemasu (2012). Molecular beam epitaxy of BaSi2 films with grain size over 4 μm on Si (111). Jpn. J. Appl. Phys, 51, 098003.
[15] R. Takabe, K. Nakamura, M. Baba, W. Du, M.A. Khan, K. Toko, M. Sasase, K.O. Hara, N. Usami, and T. Suemasu (2014). Fabrication and characterization of BaSi2 epitaxial films over 1 μm in thickness on Si (111). Jpn. J. Appl. Phys, 53, 04ER04.
[16] R. Takabe, S. Yachi, D. Tsukahara, K. Toko, and T. Suemasu (2017). Growth of BaSi2 continuous films on Ge (111) by molecular beam epitaxy and fabrication of p-BaSi2 /n-Ge heterojunction solar cells. Jpn. J. Appl. Phys, 56, 05DB02.
[17] Z. Yang, Z. Hao, and Q. Xie (2011). Effects of annealing temperature on the structure and surface feature of BaSi2 films grown on Si (111) substrates. Phys. Procedia 11, 118-121.
[18] T. Yoneyama, A. Okada, M. Suzuno, T. Shibutami, K. Matsumaru, N. Saito, N. Yoshizawa, K. Toko, and T. Suemasu (2013). Formation of polycrystalline BaSi2 films by radio-frequency magnetron sputtering for thin-film solar cell applications. Thin Solid Films, 534, 116-119.
[19] N.A.A. Latiff, T. Yoneyama, T. Shibutami, K. Matsumaru, K. Toko, and T. Suemasu (2013). Fabrication and characterization of polycrystalline BaSi2 by RF sputtering. Phys. Status Solidi C, 10, 1759-1761.
[20] R. Alvarez, J.M. Garcia-Martin, M.C. Lopez-Santos, V. Rico, F.J. Ferrer, J. Cotrino, A.R. Gonzalez-Elipe, and A. Palmero (2014). On the deposition rates of magnetron sputtered thin films at oblique angles. Plasma Process. Polym, 11, 571-576.
[21] Y. Nakagwa, K.O. Hara, T. Suemasu, and N. Usami (2015). Fabrication of single-phase BaSi2 thin films on silicon substrates by vacuum evaporation for solar cell applications. Jpn. J. Appl. Phys., 54, 08KC03.
[22] Y. Nakagawa, K.O. Hara, T. Suemasu, and N. Usami (2016). On the mechanism of BaSi2 thin film formation on Si substrate by vacuum evaporation. Procedia Eng, 141, 23-26.
[23] K.O. Hara, J. Yamanaka, K. Arimoto, K. Nakagawa, T. Suemasu, and N. Usami (2015). Structural and electrical characterizations of crack-free BaSi2 thin films fabricated by thermal evaporation. Thin Solid Films, 595, 68-72.
[24] C.T. Trinh, Y. Nakagawa, K.O. Hara, R. Takabe, T. Suemasu, and N. Usami (2016). Photoresponse properties of BaSi2 film grown on Si (100) by vacuum evaporation. Mater. Res. Express, 3, 76204.
[25] C.T. Trinh, Y. Nakagawa, K.O. Hara, Y. Kurokawa, R. Takabe, T. Suemasu, and N. Usami (2017). Growth of BaSi2 film on Ge (100) by vacuum evaporation and its photoresponse properties. Jpn. J. Appl. Phys., 56, 05DB06.
[26] M. T. K. Lien (2019). Effect of substrate modification on properties of thermally evaporated barium disilicide thin-films. Journal of Science, The University of Danang-University of Science and Education (accepted).
[27] K.O. Hara, N. Usami, K. Toh, M. Baba, K. Toko, and T. Suemasu (2012). Investigation of the recombination mechanism of excess carriers in undoped BaSi2 films on silicon. J. Appl. Phys, 112, 083108.
[28] Y.F. Liao, Q. Xie, Q.Q. Xiao, Q. Chen, M.H. Fan, J. Xie, J. Huang, J.M. Zhang, R. Ma, S.L. Wang, H.X. Wu, and D. Fang (2017). Photoluminescence of Mg2Si films fabricated by magnetron sputtering. Applied Surface Science, 403, 302-307.
[29] Y. Yamamoto, M.R. Barget, G. Capellini, N. Taoka, M. Virgilio, P. Zaumseil, A. Hesse, T. Schroeder, and B. Tillack (2017). Photoluminescence of phosphorous doped Ge on Si (100). Materials Science in Semiconductor Processing, 70, 111–116.
[30] K. Morita, Y. Inomata, and T. Suemasu (2006). Optical and electrical properties of semiconducting thin films on Si substrates grown by molecular beam epitaxy. Thin Solid Films, 508, 363.
[31] T. Suemasu, T. Saito, K. Toh, A. Okada, and M.A. Khan (2011). Photoresponse properties of BaSi2 epitaxial films grown on the tunnel junction for high-efficiency thin-film solar cells. Thin Solid Films, 519, 8501.
[32] Y. Matsumoto, D. Tsukada, R. Sasaki, M. Takeishi, and T. Suemasu (2009). Photoresponse properties of semiconducting BaSi2 epitaxial films grown on Si (111) substrates by molecular beam epitaxy. App. Phys. Express, 2, 021101.