Investigación

Crecimiento de películas de CdTe:Al

M. González–Alcudia*, M. Zapata–Torres*, M. Meléndez–Lira**, J.L. Peña***

* CICATA–IPN, Altamira, Km. 14.5 carretera Tampico–puerto Altamira, Altamira, 89600 Tamaulipas

** Departamento de Física, CINVESTAV–IPN, Apartado Postados 14–740, 07000 México, D.F.

*** Departamento de Física Aplicada, CINVESTAV–IPN, Unidad Merida, Apartado Postal 73 Cordemex, Merida Yuc., 97310, México

Recibido el 1 de agosto de 2005
Aceptado el 23 de noviembre de 2005

Resumen

Se crecieron películas del compuesto ternario CdTe:Al utilizando la tecnica transporte de vapor en espacio reducido combinado con evaporacion libre (CSVT–FE, por su siglas en inglés). La evaporación del aluminio (Al) se realizó a partir de dos tipos de fuente; una construida de grafito y la otra de tantalio. Las películas fueron crecidas sobre substratos de vidrio Corning. Con el objetivo de lograr diferentes concentraciones de aluminio se vario la temperatura de la fuente del Al, manteniendo fijas las temperaturas de la fuente de CdTe y la del substrato. Las películas fueron caracterizadas utilizando difraccion de rayos–X, análisis por dispersión de energía de rayos–X (EDAX, por su siglas en ingles) y transmisión óptica. Los resultados mostraron que en las películas crecidas con la fuente de grafito para la evaporacion del Al, éste no se incorporo en la matriz, al menos al nivel de sensibilidad de la técnica de cuantificación de EDAX; se mantuvo siempre la misma estructura cristalografica y el ancho de energía prohibida del CdTe. En las muestras crecidas con fuente de tantalio sí se logro incorporar el Al. Los patrones de difraccion de rayos–X mostraron que las películas exhibieron un tipo de estructura cristalina dependiente de la concentracion de aluminio. Las películas mantuvieron la fase cubica hasta una concentración de Al del 2.16% at; para 19.65% at de Al se obtuvo una combinacion de fases; para concentraciones mayores a 21 % at las películas fueron amorfas. Se estudiaron las muestras que mantuvieron una estructura cubica, encontrándose que el parámetro de red va disminuyendo y el ancho de banda de energía prohibida aumenta conforme se incrementa la concentracion de Al.

Descriptores: Películas de CdTe:Al; estructura cristalina.

Abstract

CdTe:Al films were grown by the close space vapor transport technique combined with free evaporation (CSVT–FE). The Aluminum (Al) evaporation was made by two kinds of sources: one made of graphite and the other of tantalum. The films were deposited on glass substrates. The Al source temperatura was varied maintaining the CdTe source temperature fixed as well as the substrate temperature. The films were characterized by x–ray energy dispersive analysis (EDAX), x ray diffraction and optical transmission. The results showed for the films grown with the graphite source for Al evaporation, the Al did not incorporate in the CdTe matrix, at least to the level of EDAX sensitivity; they maintained the same crystal structure and band gap. For the samples grown with the tantalum source, we were able to incorporate the Al. The x ray diffraction patterns show that the films have a crystal structure that depends on Al concentration. They were cubic up to 2.16 at. % Al concentration; for 19.65 at. % we found a mixed phase; for Al concentration higher than 21 at. % the films were amorphous. For samples with cubic structure it was found that the lattice parameter decreasesand the band gap increases with Al concentration.

Keywords: CdTe:Al films; crystal structure.

PACS: 73.61.Ga; 78.40Fy, 61.66.Dk

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Agradecimientos

Agradecemos a Marcela Guerrero y Javier Zapata por su asistencia tecnica. Este proyecto fue financiado por CGPI–IPN y CONACYT, bajo los proyectos 20040379 y 38444E.

Referencias

1. V.M. Koshkin y Y.N. Dmitriev, Chemistry Reviews 19 (1994) 1.        [ Links ]

2. I.N. Volovichev, Y.G. Gurevich y V.M. Koskhin, Microelectronics Journal 29 (1999) 535.        [ Links ]

3. A.L. Gentile, Prog. Cryst. Growth Charact. 10 (1985) 241.        [ Links ]

4. A. Zunger, A. Wagner y P.M. Petroff, J. of Electronic Materials 22 (1993) 3.        [ Links ]

5. M.C. Moron y S. Hull, Phys. Rev. B 64 (2001) 220402.        [ Links ]

6. M. Melendez–Lira, M. Zapata–Torres, S. Jiménez–Sandoval y M. Fuentes–Cabrera. 50^th International Symposium: Vacuum, Thin Films, Surfaces/Interfaces, and Processing. (2003).        [ Links ]

7. M. Zapata–Torres, R. Castro–Rodríguez, M. Melendez–Lira, S. Jimenez–Sandoval, A. Zapata–Navarro y J.L. Peña, Thin Solid Films 358 (2000) 12.        [ Links ]

8. Jean Laugier y Bernard Bochu, POUDRIX Powder diffraction diagram simulation program for standard X ray source, synchrotron radiation or neutrons. Laboratoire des Materiaux et du Genie Physique Ecole Nationale Supérieure de Physique de Grenoble (INPG)        [ Links ]

9. Jean Laugier y Bernard Bochu, CELREF Unit–Cell refinement software on a multiphase system. Laboratoire des Materiaux et du Genie Physique Ecole Nationale Supérieure de Physique de Grenoble (INPG)        [ Links ]

10. Inorganical Crystal Structure Database, 2004 copyright by Fachinformationszentrum Karlsruhe, Germany.        [ Links ]

11. J.I. Pankove, Optical Processes in Semiconductors (Dover Publ. Inc. New York, 1971).        [ Links ]

12. V.V. Ursaki y I.I. Burlakov, Phys. Rev. B 59 (1991) 257.        [ Links ]

13. J. Xiaoshu y W.L.R Lambrecht, Phys. Rev. B 69 (2004) 35201.        [ Links ]