Investigación

Effects of indium doping on the structural and optical properties of CdSe thin films deposited by chemical bath

A.M. Pérez Gonzálezª, I.V. Arreolaª and C.S. Tepantlán^b

ª Universidad Popular Autónoma del Estado de Puebla, 21 Sur 1103 Colonia Santiago, 72160, Puebla, Puebla, México, e–mail: arllenemariana.perez@upaep.mx, iracema.valeriano@upaep.mx

^b Universidad Politecnica de Tulancingo , Calle Ingenierías 100 Huapalcalco, 43629, Tulancingo, Hidalgo, México, e–mail: cesarupt@yahoo.com.mx

Recibido el 4 de noviembre de 2008
Aceptado el 20 de enero de 2009

Abstract

Thin films of n–type CdSe have been grown on Corning glass substrate by chemical bath deposition, prepared with Sodium Seleno–Sulphate (Na₂SSeO₃), Cadmium Chloride (CdCl₂) and Indium Tri–Chloride (InCl₃), mixed in an aqueous environment. The effects of different In doping concentrations have been investigated. X–ray diffraction spectra show that at low In concentration only the CdSe lattice is present in the deposited film, whereas CdIn₂Se₄ and InSe compounds are obtained at higher In concentrations. Optical properties have been calculated from transmission spectra and photoluminescence measurements. From transmission spectra, the absorption coefficient and optical gap were obtained; photoluminescence spectra show band–band recombination from 10 K to room temperature.

Keywords: Indium doping; CdSe; thin films; optical properties; structural properties.

Resumen

Películas delgadas de CdSe tipo–n han sido crecidas sobre vidrios Corning utilizando la técnica de baño químico. El baño fue preparado en solución acuosa de Sulfato de Selenio (Na₂SSeC₃), Cloruro de Cadmio (CdCl₂) y Tricloruro de Indio (InCl₃). Los efectos producidos por diferentes concentraciones de Indio (In) en las propiedades estructurales de las películas fueron analizados por medio de la técnica de difracción de rayos X, donde se evidencia la presencia exclusiva del CdSe para concentraciones del 1% de In, mientras que para concentraciones mayores aparecen los compuestos de CdIn₂Se₄e InS. Las propiedades ópticas han sido determinadas a partir de los espectros de transmisión y de mediciones de fotoluminiscencia. A partir de los espectros de transmisión se obtuvieron el coeficiente de absorción y el ancho de banda óptico. Las mediciones de fotoluminiscencia muestran recombinaciones banda–banda para el intervalo de temperaturas desde los 10 K hasta los 300 K.

Descriptores: dopaje con Indio; CdSe; películas delgadas; propiedades ópticas; propiedades estructurales.

PACS: 71.55.Gs; 78.40.Fy; 78.55.Et; 78.66.Hf

DESCARGAR ARTÍCULO EN FORMATO PDF

Acknowlegments

This work is partially supported by UPAEP, México.

References

1. L.L. Kazmerski, W.B. Berry, and C.W. Allen, J. Appl. Phys. 43 (1972) 3515.        [ Links ]

2. K. Shimizu, Jpn. J. Appl. Phys. 4 (1965) 627.        [ Links ]

3. B.B. Ismail and R.D. Gould, Phys. Status Solidi A 115 (1989) 237.        [ Links ]

4. R.D. Gould and B.B. Ismail, Int. J. Electron. 69 (1990) 19.        [ Links ]

5. E.O. Kane, Phys. Rev. 131 (1969) 79.        [ Links ]

6. A. Haufe, R. Schwabe, H. Fieseler, and M. Ilegems, J. Phys. C 21 (1988) 2951.        [ Links ]

7. T. Hayashi, R. Saeki, T. Suzuki, M. Fukaya, and Y. Ema, J. Appl. Phys. 68 (1990) 5719.        [ Links ]

8. O. Savagodo, Solar En. Mat. Solar Cells 52 (1998) 361.        [ Links ]

9. G. Perna et al., Eur. Phys. J. B 32 (2003) 339.        [ Links ]

10. R. Swanepoel, J. Phys. E 16 (1983) 1214.        [ Links ]

11. G.D. Cody, Chap.1 in Semiconductors and Semimetals, Part B Optical properties, J.I. Pankove, (Ed. Academic Press, London 1984).        [ Links ]

12. W. Shan, W. Walukiewicz, J.W. Ager III, K.M. Yu, and J. Wu, Applied Phys Letts. 84 (2004) 67.        [ Links ]

13. K.R. Murali and P. Sasindran, Journal of Materials Science, 39 (2004) 6347.        [ Links ]

14. S. Amador, E. Gómez, M.E. Hernández, J.M. Gracia, and R. Silva, Modern Physics Letters B 15 (2001) 630.        [ Links ]