DOI: 10.15330/pcss.16.2.302-306

О.М. Бордун, І.Й. Кухарський, Б.О. Бордун, В.Б. Лущанець

Крайове поглинання тонких плівок b–Ga₂O₃

Львівський 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 b–Ga₂O₃, отриманих методом високочастотного іонно-плазмового розпилення. Встановлено, що оптична ширина забороненої зони Eg зростає від 4.60 еВ для плівок, відпалених в кисні до 4.65 еВ для плівок, відпалених у аргоні і до 5.20 еВ після відновлення відпалених плівок у атмосфері водню. Оцінено зведену ефективну масу вільних носіїв заряду у плівках b–Ga₂O₃ після відпалу плівок та після відновлення у водні. Встановлено, що концентрація носіїв заряду після відпалу в аргоні становить 7.30x10¹⁷ см^–3, та після відновлення у водні –2.62^x10¹⁹ см^–3, що характерне для вироджених напівпровідників. Показано, що зсув краю фундаментального поглинання в тонких плівках b–Ga₂O₃ після відпалу в аргоні та після відновлення у водні зумовлений ефектом Бурштейна-Мосса.
Ключові слова: оксид галію, тонкі плівки, край фундаментального поглинання.

 Література

[1] Z. Liu, T. Yamazaki, Y. Shen, T. Kikuta, N. Nakatani, Y. Li, Sensors and Actuators B 129 (2), 666 (2008).
[2] J.-T. Yan, C.-T. Lee, Sensors and Actuators B 143 (1), 192 (2009).
[3] M. Passlack, M. Hong, E. F. Schubert, J. R. Kwo, J. P. Mannaerts, S. N. G. Chu, N. Moriya, F. A. Thiel, Appl. Phys. Lett. 66 (5), 625 (1995) .
[4] 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).
[5] K. Shimamura, E. G. Víllora, T. Ujiie, K. Aoki, Appl. Phys. Lett. 92 (20), 201914 (2008).
[6] P. Wellenius, A. Suresh, J.V. Foreman, H.O. Everitt, J.F. Muth, Mater. Sci. Eng. B 146, 252 (2008).
[7] T. Minami, T. Shirai, T. Nakatani, T. Miyata, Jpn. J. Appl. Phys. 39 (6A), L524 (2000).
[8] T. Miyata, T. Nakatani, T. Minami, Thin Sol. Films 373 (1–2), 145 (2000).
[9] A. Ortiz, J. C. Alonso, E. Andrade, C. Urbiola, J. Electrochem. Soc. 148 (2), F26 (2001).
[10] Z. Ji, J. Du, J. Fan, W. Wang, Opt. Mater. 28 (4), 415 (2006).
[11] M. F. Al-Kuhaili, S. M. A. Durrani, E. E. Khawaja, Appl. Phys. Lett. 83 (22), 4533 (2003).
[12] H. W. Kim, N. H. Kim, Appl. Surf. Sci. 230 (1–4), 301 (2004).
[13] В.М. Калыгина, А.Н. Зарубин, В.А. Новиков, Ю.С. Петрова, О.П. Толбанов, А.В. Тяжев, С.Ю. Цупий, Т.М. Яскевич, ФТП 47 (5), 598 (2013).
[14] R. Swanepoel, J. Phys. E: Sci. Instrum. 16, 1214 (1983). [15] А.С.Валеев, Опт. и спектр. 15 (4), 500 (1963).
[16] И.М. Цидильковский, Зонная структура полупроводников (Наука, Москва, 1978).
[17] Ж. Панков, Оптические процессы в полупроводниках (Мир, Москва, 1973).
[18] H. L. Hartnagel, A. L. Dawar, A. K. Jain, C. Jagadish. Semiconducting Transparent Thin Films (Bristol, Institute of Physics Publishing, 1995).
[19] T. P. McLean, Prog. Semicond. 5, 53 (1960).
[20] Б.Ф. Ормонт, Введение в физическую химию и кристаллохимию полупроводников (Высшая школа, Москва, 1973).
[21] N. Ueda, H. Hosono, R. Waseda, H. Kawazoe, Appl. Phys. Lett. 71 (4), 933 (1997).
[22] M. J. Gadre, T. L. Alford, Appl. Phys. Lett. 99, 051901 (2011).