Synthese und Charakterisierung oxidischer Halbleiterlegierungen

Abstract

Untersucht wird die Synthese der Halbleitermischsysteme ZnOTe und Cu2OS mit Hilfe eines RF-Sputterverfahrens. Dünne ZnOTe-Schichten wurden auf Glas-, Saphir- und GaN-Substraten abgeschieden und hinsichtlich ihrer strukturellen, optischen und kompositorischen Eigenschaften untersucht. Für geringe Tellurgehalte x<0,02 wurde auf allen Substraten eine Gitterverspannung beobachtet, die gemäß Vegards Gesetz linear mit x ansteigt und auf die Synthese der Halbleiterlegierung ZnO{1-x}Te{x} schließen lässt. Durch Messung der optischen Transmission und Reflexion wurde eine Blauverschiebung der Bandkante mit steigendem Telluranteil bis zu 120 meV beobachtet. Cu2O-Schichten wurden in einem Sputterprozess durch die Verwendung der Reaktivgase O2 und H2S von einem Kupfertarget auf Glassubstrate abgeschieden. Messungen der Zusammensetzung sowie der strukturellen Eigenschaften zeigen die Synthese der Substitutionslegierung Cu2O{1-x}S{x} bis zu einem Schwefelgehalt x von 0,33. Es konnte eine Rotverschiebung der Bandkante um bis zu 400 meV beobachtet werden. Weitere Untersuchungen demonstrieren die Notwendigkeit, einen möglichen Einfluss von substitutionellem Schwefel auf die optischen Eigenschaften näher zu beleuchten.