• Nie Znaleziono Wyników

G.P. Karwasz et al., Slow-positron beam studies of ZnSe and ZnTe compounds, Praga, 2008.

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "G.P. Karwasz et al., Slow-positron beam studies of ZnSe and ZnTe compounds, Praga, 2008."

Copied!
25
0
0

Pełen tekst

(1)

Slow-positron beam studies of ZnSe and ZnTe compounds

• G. P. Karwasz, A. Karbowski

University Nicolaus Copernicus, Didactics of Physics Division, Toruń

• A. Marasek, K. Strzałkowski, F. Firszt

University Nicolaus Copernicus, Semiconductors and Carbon Compounds Division, Toruń, Poland

• R.S. Brusa, L. Toniuzzi, S. Mariazzi

Universita’ Degli Studi di Trento, Dipartimento do Fisica, Trento, Italy

(preliminary data)

(2)

II-VI ternary compounds

• Wide gap: 1.5 eV (CdTe) ÷ 5.5 eV (BeSe):

- ligth emmiters - photodetectors

- UV detectors in VIS and IR environment – astronomy, flame detectors, medical equipment

- scintillators

- heterojunction lasers

- Mn chalcogenides Zn1-x-yBexMnySe - magnetoelectronics - …

(3)

Blue-green laser

GaN: blue-violet laser, but hardly > 450 nm Green-blue laser (>450 nm)

II- VI compounds

* 1991 (M.A. Haase, APL 59, 1272) but τ<400 h

Stress accumulation

→ macroscopic defects

in optically active zone

Type I–type II band offset transition of the ZnMgSe---ZnTe system S. O. Ferreira, H. Sitter, W. Faschinger, R. Krump and G. BrunthalerJ ournal of Crystal Growth Volume 146, Issues 1-4, 1995, Pages 418-421

(4)

ZnSe ↔ ZnTe ↔ MgSe vs. GaN

(5)

dopants

• Beryllium:

- increase the lattice rigidity (covalent bonding) - better controlling the band gap and lattice

constant to get matching with III-V etc.

- UV detectors with 3 orders rejection rate vs VIS

• Magnesium:

- tayloring band gap

• Manganese:

- opto-magnetic applications

Plazaola et al.. JAP 94 (2003) 1648

(6)

II-VI ternary synthesis

• Thin films

- metalloorganic chemical vapour deposition

(MOCVD)

• Bulk:

- Bridgman-Stockbarger technique

(7)

Samples

1) ZnSe doped with Be, Mg, Mn, 2) ZnTe doped with Cr

From the melt (ZnSe + Be, Mg, Mn):

1) hydrostatic pressure 10-13 MPa Ar

1850 K 1.5 h + 2.7 mm/h

2) upper part removed, crushed, repeated

3) cut, mechanically polished and chemically etched

ZnxSe: Be 15% Mn 7%

Be 5% Mn 15%

Be 14% Mg 6%

Be 6% Mg 14%

(8)

Samples

Features

• resistivity MΩ cm,

• main defects: Zn - vacancies

• cubic (sphalerite) for Mg<16%

• wurtzite for Mg>16%

• non annealed in Zn vapour

• Slow growth – few defects (<1015cm-3) in undoped

(9)

Photoluminescence

1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,6 2,8 3,0 3,2 0,0

0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6

300 K

80 K 40 K

Spectral photon flux [a.u.]

Photon energy [eV]

Zn0.94Mg0.06Se

2,6 2,7 2,8 2,9

2.86 eV exciton line

2.75 „edge emission”

(shallow D-A pairs)

2.2 eV, 1.98 eV deep level

emission bands

2.816 eV an exciton bound to „some” deep defect center

2.2 eV cation vacancy?

Nb. 2.2 eV emission disappears after 2 days annealing at 1230K in Zn vapour !

1) Zn0.94Mg0.06Se

He-Cd, 325 nm 55 mW

(10)

Photoluminescence

1) Zn0.96Be0.04Se

Firszt et al.

(11)

Photoluminescence

Zn0.88Be0.06Mg0.06Se Zn0.68Be0.06Mg0.26Se

(12)

Previous positron studies

(13)

Photoluminescence

• Zn0.96Be0.04Se

Plazaola et al. 2003

(14)

Photoluminescence

• Zn1-xBexSe

Plazaola et al. 2003

(15)

Positron lifetime

Plazaola et al. 2003

(16)

Positron lifetime

Plazaola et al. 2003 Be -6.5%

(17)

Positron lifetime

Plazaola et al. 2003

Zn1-x Bex Se

divacancy relaxed inward

monovacancy relaxed outward

(18)

Trento slow positron beam

E=100 eV – 25 keV spot < 5 mm

(19)

Doppler broadening ZnTe

0,1 1 10

0,540 0,545 0,550 0,555 0,560 0,565 0,570 0,575

ZnxTe: Cr 5%

Cr 15%

undoped

Sm

Energy (keV)

(20)

Doppler broadening ZnSe

0,1 1 10

0,520 0,525 0,530 0,535 0,540 0,545 0,550 0,555 0,560

ZnxSe: Be 15% Mn 7%

Be 5% Mn 15%

Be 14% Mg 6%

Be 6% Mg 14%

Sm

Energy (keV)

(21)

Comparison ZnTe - ZnSe

0,1 1 10

0,540 0,545 0,550 0,555 0,560 0,565 0,570 0,575

ZnxTe: Cr 5%

Cr 15%

ZnxSe: Be 15% Mn 7%

Be 5% Mn 15%

Be 14% Mg 6%

Be 6% Mg 14%

Sm

Energy (keV)

(22)

S-W curve

0,520 0,524 0,528 0,532 0,536 0,540 0,544 0,548 0,552 0,556 0,150

0,155 0,160 0,165 0,170 0,175 0,180 0,185

Zn0.8Be0.14Mg0.06Se Zn0.8Be0.05Mn0.15Se ZnSe

W-parameter

Sm-parameter

(23)

S-W curve

0,520 0,524 0,528 0,532 0,536 0,540 0,544 0,548 0,552 0,556 0,150

0,155 0,160 0,165 0,170 0,175 0,180 0,185

Zn0.8Be0.14Mg0.06Se Zn0.8Be0.05Mn0.15Se ZnSe

ZnTe

W-parameter

Sm-parameter

(24)

work in progress…

-Temperature dependence -Surface defects?

-Doppler coincidence -Lifetime

(25)

Thank you for the attention!

Cytaty

Powiązane dokumenty

W dyskusji tej Ja n io n opow iada się odw ażnie po stronie dowodzącej istn ien ia słow iańskiego chrześcijaństw a na ziem iach polskich w epoce p rze d M ieszkiem I,

Ustawodawca stosunkowo rzadko posługuje się definicjami klasycz- nymi w przypadku umów z udziałem administracji. Najczęściej stosuje metodę treści minimalnej bądź

The lack of clarity with regard to the explanation methods of balance sheet policy and accounting policy and their relations represents a research problem for theory and practice..

Działalność konspiracyjnej Lubelskiej Cho- rągwi Harcerek w początkowej fazie ilustrują trzy zachowane dokumenty, sporządzone odręcznie przez Walciszewską i przesłane

Answering these and related questions might help to realize the main purpose of this research project which aims at exploring the process of interactions among actors from

Sambasiva Rao, Congruences and ideals in a distributive lattice with re- spect to a derivation, Bulletin of the Section of Logic 42(1-2)

Program psy- chologów akademickich przeciwdzia ania „szama$skim praktykom” niektórych przedstawicieli psychobiznesu powinien wi#c obejmowa&#34;, oprócz krytyki

R. Najogólniej rzecz biorąc u Develina szukać się będzie informacji 0 urzędnikach ateńsk ich. Jest to zatem pozycja nie tylko nowsza, ale i inna, aniżeli znane powszechnie