Repository of the Academy's Library

Orientált ionvezető és félvezető vékonyrétegek kialakítása nem orientált hordozókon

Sáfrán, György and Geszti, Tamásné (2007) Orientált ionvezető és félvezető vékonyrétegek kialakítása nem orientált hordozókon. Project Report. OTKA.

[img]
Preview
PDF
35270_ZJ1.pdf

Download (2980Kb)

Abstract

A projektben vegyületfélvezető és szuperionos vékonyrétegek szerkezetkialakulási mechanizmusát, elektromos jellemzőit, alternatív előállítási lehetőségét, egyes technológiai vonatkozásait vizsgáltuk. A vizsgált anyagok közül az Ag2Te, CdSe, ZnSe fotoelektromos célokra, az Ag2Se pedig, lineáris GMR tulajdonságai miatt mágneses terek mérésére alkalmazható. A rétegeket topotaxiás módszerrel állítottuk elő. A rétegépülés mechanizmusát TEM mikroszkópos módszerekkel tártuk fel (001) orientációjú, ill. polikristályos Ag rétegek Se gőzzel történő kémiai reakciója során. A rétegek elektromos ellenállás-változását négypontos módszerrel, in situ mértük, és matematikai modellel szimuláltuk. A komplex vizsgálat alapvető fizikai folyamatokat tárt fel: Egykristály (hibamentes) rétegekben a Se diffúziója ill. a kémiai reakció homogén módon megy végbe. A reakciós front sík, amely lassan áthalad a mintán a teljes szelénezésig. Polikristályos mintában megmutatkozik a kristályhibák szerepe: A könnyű szemcsehatár menti diffúzió miatt a reakció ott gyorsabb, az Ag szemcsék lekerekednek, és árkádos Ag2Se/Ag front alakul ki. A Se a szemcsehatárok mentén lejut a hordozóig ahol az Ag-val reagál és a reakció két irányból zajlik a teljes szelénezésig. A folyamat önszabályzó, a sztöchiometrikus összetételt állítja be. Lehűlésnél, allotrop fázisváltozás miatt a réteg kedvező, (001) orientációt vesz fel. A mechanizmusok várhatóan más anyagrendszerekre is általánosíthatók, de ezt még igazolni kell. | In the project, the structure evolution, electrical properties and alternative preparation techniques of compound and superionic semiconductor thin films were studied. The materials; Ag2Te, CdSe, ZnSe can be applied for photovoltaic purposes, while Ag2Se, due to its linear GMR properties, is a candidate for magnetic field sensors. For the preparation of the layers a topotactic method was developed. The mechanism of the structure formation was studied by TEM, in situ electrical measurements and numerical simulations in both (001) oriented and polycrystalline Ag films. The complex study revealed fundamental physical phenomena. In single crystal (defect free) layers the Se diffusion and the chemical reaction occurs homogeniously. A planar reaction front is formed, which propagates across the film until complete selenization. In polycrystalline samples, however, the influence of crystal defects shows up. Due to fast grain boundary (GB) diffusion, the reaction occurs preferentially at the GB-s, and an arch shaped interface of Ag2Se/Ag builds up. Simultaneously, the Se diffuses along the GB-s to the substrate and reacts with Ag. From that stage the reaction occurs on both sides of the Ag layer until completing the selenization. The self controlling process results in stoichiometric composition. On cooling, (001) crystal orientation is formed due to polymorphic phase transition. The mechanisms may be general for numerous two-component systems, but this needs further studies.

Item Type: Monograph (Project Report)
Uncontrolled Keywords: Szilárdtestfizika
Subjects: Q Science / természettudomány > QC Physics / fizika
Depositing User: Mr. Andras Holl
Date Deposited: 01 May 2009 07:22
Last Modified: 01 Dec 2010 00:43
URI: http://real.mtak.hu/id/eprint/93

Actions (login required)

View Item View Item