Präparation und in-situ Charakterisierung MBE-gewachsener Kupferindiumdisulfid-Schichten

Preparation and in-situ characterisation of MBE-grown Copperindiumdisulfid-layers

  • Die vorliegende Arbeit behandelt CuInS2-Filme, die mittels Molekularstrahlepitaxie auf einkristallinen Si- und GaAs-Substraten unterschiedlicher Orientierung abgeschieden wurden. In-situ kamen dabei photoelektronenspektroskopische Analysemethoden und die Beugung niederenergetischer Elektronen zum Einsatz. Ex-situ wurden die Filme mittels Röntgenstrukturanalyse, Ionenrückstreuung und Photolumineszenz untersucht. Zunächst wurde die Bandanpassung des Si(111)/CuInS2(112)-Heteroübergangs bestimmt, wobei die Grenzfläche durch das Auftreten von Fremdphasen und durch Interdiffusion nicht ideal und stark gestört erscheint. Es wurde ein Grenzflächendipol von etwa 1 eV ermittelt. Der Vergleich der chemischen Zusammensetzung an der Filmoberfläche und im Filmvolumen deutet auf einen Konzentrationsgradienten in der Schicht hin. Unabhängig vom Cu/In-Verhältnis wurde eine schwefelarme Oberfläche gefunden. Zudem zeigen Cu-reiche CuInS2-Filme unabhängig von der Substratorientierung ein [112]-orientiertes Wachstum, wogegen im In-reichenDie vorliegende Arbeit behandelt CuInS2-Filme, die mittels Molekularstrahlepitaxie auf einkristallinen Si- und GaAs-Substraten unterschiedlicher Orientierung abgeschieden wurden. In-situ kamen dabei photoelektronenspektroskopische Analysemethoden und die Beugung niederenergetischer Elektronen zum Einsatz. Ex-situ wurden die Filme mittels Röntgenstrukturanalyse, Ionenrückstreuung und Photolumineszenz untersucht. Zunächst wurde die Bandanpassung des Si(111)/CuInS2(112)-Heteroübergangs bestimmt, wobei die Grenzfläche durch das Auftreten von Fremdphasen und durch Interdiffusion nicht ideal und stark gestört erscheint. Es wurde ein Grenzflächendipol von etwa 1 eV ermittelt. Der Vergleich der chemischen Zusammensetzung an der Filmoberfläche und im Filmvolumen deutet auf einen Konzentrationsgradienten in der Schicht hin. Unabhängig vom Cu/In-Verhältnis wurde eine schwefelarme Oberfläche gefunden. Zudem zeigen Cu-reiche CuInS2-Filme unabhängig von der Substratorientierung ein [112]-orientiertes Wachstum, wogegen im In-reichen Präparationsregime die Kristallorientierung des Substrates übernommen wird.show moreshow less
  • The presented work is dealing with CuInS2-films prepared on single crystaline Si and GaAs substrates of different orientation using molecular beam epitaxy. For in-situ analysis, photoelectron spectroscopy and low energy electron diffraction were used. Ex-situ, the films were investigated with x-ray diffraction, Rutherford backscattering and photoluminescence. First of all, the band alignment of the Si(111)/CuInS2(112) heterocontact was determined. The interface seems not ideal and is strongly disturbed due to the occurence of additional phases and interdiffusion. An interface dipole of about 1 eV was measured. The comparision of the surface and the volume composition indicates a gradient in concentration within the CuInS2-layer. In both, the In-rich and the Cu-rich regime of preparation, a sulfur poor surface was found. On the other side, Cu-rich CuInS2-films were [112] orientated independently of the substrate orientation, whereas in the In-rich regime the crystal orientation of the substrate was adepted.

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Metadaten
Author: Wolfram Calvet
URN:urn:nbn:de:kobv:co1-000000242
Referee / Advisor:Prof. Dr. Dieter Schmeißer
Document Type:Doctoral thesis
Language:German
Year of Completion:2002
Date of final exam:2002/07/04
Release Date:2007/02/23
GND Keyword:Kupferindiumsulfid; Dünne Schicht; Molekularstrahlepitaxie
Institutes:Fakultät 1 MINT - Mathematik, Informatik, Physik, Elektro- und Informationstechnik / FG Angewandte Physik und Halbleiterspektroskopie
Institution name at the time of publication:Fakultät für Mathematik, Naturwissenschaften und Informatik (eBTU) / LS Angewandte Physik / Sensorik
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