(001) GaAs M m ü; c p-] k ù (Bi 1−x Sb x ) 2 Te 3 8 ý ; cY U c lT c l V R ËX ê s õ m Í ¤V R Ë Ä Z ØV Ä

(1)

(001) GaAs M m ü; c p-] k ù (Bi 1−x Sb x ) 2 Te 3 8 ý ; cY U c lT c l V R ËX ê s õ m Í ¤V R Ë Ä Z ØV Ä

»+ ä 0 å · - ! H) ç | ¡

ô

Ç² D G õ < Æl Õ ü t ½ ¨" é ¶ ~ Ã Ì} F « Ñ ½ ¨G ' p' , " fÖ ¦ 130-650

¦ 9@ / < Æ § l / B N < ÆÂ Ò, " fÖ ¦ 136-791

+ ä

6 0 ÷ 7 B · »g ` @< · » . > ç ¡ ^∗

ô

Ç² D G õ < Æl Õ ü t ½ ¨" é ¶ ~ Ã Ì} F « Ñ ½ ¨G ' p' , " fÖ ¦ 130-650

®

£( å - ! H

¦ 9@ / < Æ § l / B N < ÆÂ Ò, " fÖ ¦ 136-791 (2006¸ 12 Z 4 19{ 9 ~ Ã Î6 £ §)

(Bi

1−x

Sb

x

)

2

Te

3

\ x ~ Ã Ì} ` ¦ TMBi (trimethyl-bismuth), TESb (triethyl-antimony) x 9 DIPTe (diisoprophyl-telluride)` ¦ 6 x # Ä »l F K5 Å q o < Æl © 7 £ x Ã ÌZ O (MOCVD)Ü ¼ Ð (001) GaAs é ß

&

ñ l ó ø Í 0 A\ $ í © % i . GaAs l ó ø Í_ ~ ½ Ó0 A\ ¦ (001) \ " f ç ß s » 1 Ïr ( Ü ¼ Ð c-» ¡ ¤ ~ ½ Ó ¾ Ó_ (Bi

1−x

Sb

x

)

2

Te

3

\ x ~ Ã Ì} ` ¦ $ í © r ~ ´ Ã º e % 3 . ~ Ã Ì} _ l x 9 \ P : £ ¤$ í Seebeck > Ã º, î r ì

ø Í 0 l x ¸ x 9 s 1 l x ¸ H © : r \ " f 8 £ ¤& ñ ÷ &% 3 . \ P $ í 0 p x` ¦ 0 p u H power factor H þ j@ / 2.6×10

⁻³

W/mK

²

Ð Z O ß ¼+ þ A_ F « Ñ\ î r ° ú כ` ¦ ? /% 3 . MOCVDZ O Ü ¼ Ð ] j ¸ ) a (Bi

1−x

Sb

x

)

2

Te

3

~ Ã Ì} + þ

A \ P èF H ª ô Ç \ P è ] j \ V , o 6 £ x6 x| ¨ c Ã º e ` ¦ כ Ü ¼ Ð l @ / ) a .

PACS numbers: 68.35.Bs, 73.50.Lw Keywords: \ P F « Ñ, MOCVD, § 4

I. " e Â ] Ø

É r F « Ñ_ ª é ß ç ß \ : r ¸ e ` ¦ M : · ú s µ 1 ÏÒ q t

H Seebeck ´ òõ \ ¦ s 6 x H \ P µ 1 Ï (thermoelectric power generation) õ % i Ü ¼ Ð f À Ó À Ó\ ¦ f Ë 9Å Ò% 3 ` ¦ M :

ª é ß ç ß \ : r ¸ µ 1 ÏÒ q t H Peltier ´ òõ \ ¦ s 6 x H \ P

Í ty (thermoelectric cooling)\ ' a ô Ç ½ ¨ H þ j H [ þ t

#

Q F Ò q t \ -t l Õ ü t õ ` \ -t rÃ º\ @ /ô Ç ' a d s

¦ ¸÷ & " f & h Ö ¸ µ 1 Ïy s À Ò# Qt ¦ e [1,2]. Z O ß ¼+ þ A Ü

¼ Ð @ / ÷ & H \ P µ 1 Ï x 9 Í ty è H & h è+ þ A o, ~ Ã Ì }

o, ¦$ í 0 p x o÷ & H ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð ½ ¨> hµ 1 Ïs s À Ò# Q| 9 כ Ü ¼

Ð } © ÷ & 9 s Qô Ç כ ¹½ ¨\ Â Ò6 £ x l 0 AK " f H ~ Ã Ì} + þ A

\ P

è \ @ /ô Ç ½ ¨ כ ¹½ ¨÷ & ¦ e .

2000¸ @ / ] X # Q[ þ t " f $ " é ¶ ½ ¨ ¸\ ¦ ° ú H ª & h ,

¸ü <s # Q, í ½ ¨ ¸ 1 p x _ ¸l Õ ü t s ] X 3 l q ) a ~ Ã Ì} $ í

© l Õ ü t s > hµ 1 Ï÷ & " f \ P $ í 0 p x t Ã º (Z) ° ú כs ß ¼> 7 £ x

÷ &% 3 [3–5]. : £ ¤ y , Venkatasubramanian [6]1 p x É r Bi ₂ Te ₃ /Sb ₂ Te ₃ í ½ ¨ ¸\ ¦ ] j # Z° ú כs 2.4 t

∗

E-mail: [email protected]

7 £

x < Ê` ¦ z ´+ « >& h Ü ¼ Ð ] jr % i . s Qô Ç í ~ Ã Ì} _

] j ` ¦ 0 AK " f H \ P F « Ñ_ ç H{ 9 ô Ç \ x ~ Ã Ì} $ í © l

Z O s ì ø Í× ¼r 9 כ ¹ . & ³F t \ P F « Ñ_ ~ Ã Ì} 7 £ x

Ã

Ìl Õ ü t É r # Q t ~ ½ ÓZ O [ þ t s 6 x ÷ &# Q M ® o H X <, Õ ª × æ \

"

f ¸ MOCVDZ O É r Ã º nm ¿ ºa _ · û ª É r Å Òl \ ¦ ° ú H í

½ ¨ ¸ ] j \ & h ½ + Ë . s ½ ¨\ " f Giani [7]1 p x

É r MOCVDZ O ` ¦ s 6 x # Bi ² Te 3 ~ Ã Ì} ` ¦ pyrex ü < sili- con l ó ø Í 0 A\ $ í © r ( . Õ ª Q , $ í © ) a ~ Ã Ì} _

&

ñ : £ ¤$ í õ 2 ; ³ ð + þ A © M :ë H \ B Ä º · û ª É r Å Òl _ í

½ ¨ ¸\ ¦ $ í © r v H X < & h ] X t · ú § ¦ ó ø Íé ß ) a .

ô

Ç¼ # , 1980¸ @ / Ê êì ø ÍÂ Ò' ì ø Í ¸^ F g è ì r \ " f

%

6 £ § s » 1 Ï~ ½ Ó0 Ay ` ¦ ° ú H l ó ø Ís 6 x ÷ &l r Ù þ ¡ H X <, s

l ó ø Í` ¦ 6 x l ó ø Í³ ð \ H ´ ú § É r Ã º_ steps + þ A

$ í

÷ & ¦, s step_ x 9 ¸ H l ó ø Í â ¸ 7 £ x \ 7 £ x

> ) a . s M :, " é ¶ s step H % Ð s 1 l x ½ + É Ã º e

H Ø æì r ô Ç \ -t \ ¦ ° ú H s [ þ t ³ ð step[ þ t É r @ /é ß y

ª ñô Ç " é ¶ _ f ¨ Ã Ì © è Ð 6 x ½ + É Ã º e Ü ¼ 9, s \

ç H{ 9 ô Ç \ x } & ñ $ í © s 0 p x K t H כ Ü ¼ Ð Ð ¦

÷

& ¦ e [8]. t F K t ~ Ã Ì} + þ A \ P F « Ñ_ $ í 0 p x t Ã º\ ¦ Z

} s l 0 Aô Ç ª ô Ç ~ ½ ÓZ O [ þ t s ½ ¨÷ &# Q M ® o Ü ¼ f

-324-

(2)

t

s » 1 Ï~ ½ Ó0 Ay ` ¦ ° ú H l ó ø Í` ¦ 6 x ô Ç ~ Ã Ì} + þ A \ P F « Ñ

$ í

© \ @ / # H _ ½ ¨ ) a \ O .

" f, : r ½ ¨\ " f H © : r \ " f \ P $ í 0 p x t Ã º Ä º Ã

ºô Ç (Bi 1−x Sb x ) 2 Te 3 _ \ x ~ Ã Ì} ` ¦ 4 ^◦ s » 1 Ï ) a GaAs l ó

ø Í 0 A\ MOCVD [7–9]Z O ` ¦ s 6 x # $ í © % i . ¢ ¸ô Ç,

~ Ã

Ì} $ í © r $ í © : r ¸ x 9 " é ¶ F « Ñ VI/V7 á ¤ Ó ü t| 9 _ q Ö

¦ \ $ í © ) a ~ Ã Ì} _ & ñ $ í x 9 ½ ¨ ¸& h : £ ¤$ í ` ¦ ¶ ú ( R 4

§ Ü ¼ Ð þ j& h _ $ í © ¸| ` ¦ % 3 ¦ % i . Õ ªo ¦ s Q ô

Ç / B N& ñ Ã º $ í © ) a ~ Ã Ì} _ \ P , l & h : £ ¤$ í \ p u

H % ò ¾ Ó\ @ /K " f ¦¹ 1 Ï % i .

II. ÷ m Ç] M öU ê s0 n É

: r z ´+ « >\ " f H Thomas Swan \ " f ] j ô Ç Ã º

¨ î

ì ø Í6 £ x ' a d MOCVD © q \ ¦ s 6 x # © · ú \ " f (Bi 1−x Sb x ) 2 Te 3 ~ Ã Ì} ` ¦ $ í © r ( . Bi, Sb, Te6 x Ä » l

F K5 Å q o½ + ËÓ ü t Ð H TMBi (trimethyl-bismuth), TESb (triethyl-antimony), DIPTe (diisoprophyl-telluride)\ ¦ 6

x % i Ü ¼ 9, y y ½ Ó : r ¸\ " f { 9 & ñ : r ¸ Ð ] j# Q÷ &% 3 .

: r ¸\ É r y Ä »l F K5 Å q o½ + ËÓ ü t _ 7 £ x l · ú (vapor pres- sure) É r 6 £ § õ ° ú s ³ ð & ³ ) a .

[(CH 3 ) 3 Bi]; LogP (mmHg) = 7.630 − 1817/T (K) [(C 2 H 5 ) 3 Sb]; LogP (mmHg) = 7.904 − 2183/T (K) [(C 3 H 7 ) 2 T e]; LogP (mmHg) = 8.288 − 2309/T (K)

$ í

© × æ ì ø Í6 £ x ' a Ü ¼ Ð Ä »{ 9 ÷ & H Bi x 9 Sb_ D ¥ ½ + Ëq H TMBi ü < TESb_ 7 £ x l · ú õ Ä »| ¾ Ó (flow rate)\ _ K ¸ ] X

÷ &% 3 . l ó ø ÍÜ ¼ Ð H (001) GaAs x 9 [010]~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð 4 ^◦ s

» 1 Ï ) a (001) GaAs é ß & ñ l ó ø Í\ ¦ 6 x % i . ¸ H r

«

Ñ H 2 r ç ß 1 l x î ß $ í © ÷ &% 3 Ü ¼ 9, $ í © : r ¸ (T g ) ü < VI/V 7

á

¤ D ¥ ½ + Ëq Ö ¦ (R V I/V )` ¦ / B N& ñ Ã º Ð # þ j& h ¸| ` ¦

%

3 ¦ % i . $ í © ) a ~ Ã Ì} _ ¿ ºa H Å Ò & ³p â (SEM) Ü ¼ Ð ' a ¹ 1 Ï÷ &% 3 Ü ¼ 9, $ í © 5 Å q ¸ H 430 ^◦ C \ " f r ç ß {

© 2.2 µm Ð z ¤ . $ í © ) a ~ Ã Ì} _ î r ì ø Í 0 l x ¸, s 1

l

x ¸ x 9 l ¸ ¸ H © : r \ " f van der pauw Z O \ _ ô Ç Hall ´ òõ \ ¦ : x # 8 £ ¤& ñ ÷ &% 3 ¦, F « Ñ ª é ß _ : r ¸ \ ¦

" f H · ú y © \ ¦ : x # Seebeck > Ã º\ ¦ 8

£ ¤& ñ % i . $ í © ) a ~ Ã Ì} _ ½ ¨ ¸& h : £ ¤$ í ` ¦ ¨ î l 0 A K

" f CuKα1 X- c ` ¦ 6 x # X- r] X ì r$ 3 ` ¦

%

i . : £ ¤ y , : r ½ ¨\ " f 6 x ô Ç { 9 Â Ò l ó ø Í É r (001) \

"

f s » 1 Ï÷ &# Q e Ü ¼Ù ¼ Ð $ r « Ñ © Ã Ì ) a stage\ ¦ X-

Ø ¦ l Ð s » 1 Ïy ë ß p u Ð& ñ # l ó ø Í_ (001) õ X- s

{ 9 u ÷ & θ − 2θ Û ¼ ± p` ¦ : x # r] X J ` ¦ % 3 % 3 .

Fig. 1. Surface morphology of (Bi _1−x Sb _x ) ₂ Te ₃ film grown on 4 ^◦ offcut GaAs.

III. + s ÇÊ Ý õ m Í ß e È º

Fig. 1 \ 4 ^◦ s » 1 Ï ) a GaAs l ó ø Í 0 A\ $ í © ) a (Bi 1−x Sb x ) 2 Te 3 ~ Ã Ì} _ ³ ð + þ A © ` ¦ ? /% 3 . : r

½

¨\ " f 6 x ) a 4 ^◦ s » 1 Ï ) a l ó ø Í_ ³ ð \ H s : r& h Ü ¼ Ð U

´s l(;(a/4)tan4 ^◦ ;a=GaAs © Ã º)_ _ Û ¼ü < Z } s a/4 _ Û ¼9 \ s t Õ ªF Õ ª + þ AI Ð Å Òl & h Ü ¼ Ð > r F > ) a

. s Û ¼9 \ [ þ t É r ~ Ã Ì} $ í © íl Z } É r ³ ð \ -t Ð Ä º

&

h Ù þ Ò q t$ í (nucleation) © è Ð 6 x > ) a . Fig. 1

\

" f Ð1 p w ³ ð + þ A © É r Å Òl & h _ Û ¼ (terrace)ü < Û ¼ 9

\ (step)_ ½ ¨ ¸\ ¦ t ¦ e . ³ ð + þ A © \ " f _ Û ¼ _

U ´s H Ã º µm Ð s » 1 Ï~ ½ Ó0 Ay ` ¦ ° ú H GaAs l ó ø Í ³ ð _

s : r& h U ´s (20.2 ˚ A) Ð s ` & & 6 £ §` ¦ · ú Ã º e

. s H ~ Ã Ì} $ í © s ' ÷ & " f # Q> h_ Û ¼9 \ [ þ t s µ

1 Ï Ð Ó ü # õ Ð Û ¼9 \ -e ¦ ÐÄ º (step-flow)+ þ AI _ $ í © s

s À Ò# Q& 6 £ §` ¦ _ p ¦ e .

Fig. 2 H (001) GaAs l ó ø Í x 9 4 ^◦ s » 1 Ï ) a GaAs l ó

ø Í 0 A\ $ í © ) a (Bi 1−x Sb x ) 2 Te 3 ~ Ã Ì} _ X- r] X J

`

¦ Ð# Å Ò ¦ e . 4 ^◦ s » 1 Ï ) a GaAs l ó ø Í 0 A\ $ í © ) a (Bi 1−x Sb x ) 2 Te 3 ~ Ã Ì} _ X- r] X x ß ¼ H t Ã º ¸f (00l) \ " fë ß z ` ¦ · ú Ã º e . s H Õ ü t ô Ç ü <

° ú

s l ó ø Í ³ ð \ Ä º & h Ù þ Ò q t$ í o 1 l x{ 9 ô Ç ~ ½ Ó ¾ Ó Ü

¼ Ð Ä »t ÷ &% 3 l M :ë H Ü ¼ Ð # . s ü < H ² ú o Fig.

2(a) _ (001) GaAs l ó ø Í 0 A\ $ í © ) a (Bi 1−x Sb x ) 2 Te 3 ~ Ã Ì }

É r (00l) s ü @\ (1010), (113) \ " f ¸ r] X x ß ¼

z ¤ . 7 £ ¤, íl 3 " é ¶& h Ù þ Ò q t$ í s Ê ê " f Ð 1 l qw n & h Ü

¼ Ð $ í © s { 9 # Q ^ & h Ü ¼ Ð { 9 & ñ ô Ç ~ ½ Ó0 A\ ¦ Ä »t t

3 l w % i l M :ë H Ü ¼ Ð # .

s

Qô Ç õ \ ¦ 7 á x ½ + ËK ^ ¦ M :, MOCVDZ O ` ¦ s 6 x #

(001) GaAs l ó ø Í 0 A\ (Bi 1−x Sb x ) 2 Te 3 ~ Ã Ì} ` ¦ $ í © H

(3)

Fig. 2. X-ray diffraction diagram of (Bi _1−x Sb _x ) ₂ Te ₃ films grown on (a) 0 ^◦ offcut GaAs and (b) 4 ^◦ offcut GaAs.

כ

É r l ó ø Íõ ~ Ã Ì} ç ß \ B Ä º H < Ê ( 22 %)s

> r F l M :ë H \ 2 " é ¶ ½ ¨ ¸_ $ í © s B Ä º # Q§ > [10].

Õ

ª Q s » 1 Ï~ ½ Ó0 Ay ` ¦ ° ú H l ó ø Í` ¦ 6 x " f 3 " é ¶ ½ ¨

¸_ island $ í © s layer-by-layer $ í © ` ¦ 8 ú ¤ H

õ \ ¦ íA Ù þ ¡ . " f s » 1 Ï~ ½ Ó0 Ay ` ¦ ° ú H l ó ø Í` ¦ 6

x H כ s (Bi 1−x Sb _x ) ₂ Te ₃ \ x ~ Ã Ì} ` ¦ $ í © r v H X <

×

æ כ ¹ô Ç % i ½ + É` ¦ ô Ç H כ ` ¦ · ú Ã º e .

Fig. 3 É r $ í © : r ¸ ² ú o % i ` ¦ M : $ í © ) a (Bi 1−x Sb x ) 2 Te 3 ~ Ã Ì} _ © : r \ " f s 1 l x ¸ x 9 î r ì ø Í

0 l x ¸\ ¦ ? / ¦ e . Ä º : r z ´+ « >\ [ þ t # Ql \

· ú

¡" f z ´+ « >` ¦ : x K V7 á ¤ Biü < Sb_ ¸$ í q o (x=0.2−0.8) \ É r ~ Ã Ì} _ : £ ¤$ í ` ¦ ¶ ú ( R Ð ¤ . Õ ª õ

© : r \ " f Bi 0.4 Sb 1.6 Te 3 _ ¸$ í { 9 M : © Ä ºÃ ºô Ç \ P

Fig. 3. Carrier concentration and mobility of (Bi _1−x Sb _x ) ₂ Te ₃ films with different T _g .

: £ ¤$ í ` ¦ Í Ç x . s õ \ ¦ ½ ÓÜ ¼ Ð ì ø Í6 £ x ' a î ß Ü ¼ Ð Å

Ò{ 9 ÷ & H V7 á ¤ Biü < Sb_ ¸$ í q 0.8s ÷ & H ¸| \

"

f VI(Te)/V(Bi+Sb)_ D ¥ ½ + Ëq Ö ¦ É r 3 Ü ¼ Ð ¦& ñ ¦ $ í

© : r ¸\ ¦ ² ú o " f ~ Ã Ì} ` ¦ $ í © % i . Fig. 3\ " f Ð

r « Ñ H ¸¿ º p ⁻ + þ A ¸$ í ` ¦ ? /% 3 . Fig. 3\ " f (Bi 1−x Sb x ) 2 Te 3 ~ Ã Ì} _ l & h : £ ¤$ í É r $ í © : r ¸ 7 £ x

< Ê\ î r ì ø Í _ 0 l x ¸ 7 £ x ÷ & ¦ e 6 £ §` ¦ Ð# Å Ò

¦ e . s H Te-/ B N \ ¦ Bi Sb t > ÷ & " f Bi ⁰ _{T e} , Sb ⁰ _{T e} ü < ° ú É r antisite < Êõ < Êa & ñ / B N (h) s + þ A

$ í

÷ &l M :ë H Ü ¼ Ð # . $ í © : r ¸ Z } t ~ Ã Ì}

\

" f Z } É r Te ¨ î + þ A 7 £ x l · ú Ü ¼ Ð K 8 ´ ú § É r & ñ / B N s Ò q t

$ í

| ¨ c כ s 9 " f p ⁻ + þ A î r ì ø Í _ 0 l x ¸ H 7 £ x > | ¨ c

כ

s [11–13]. s ü < ' aº ) a ì ø Í6 £ xd É r y y 6 £ § õ ° ú s

³ ð & ³ ) a .

(BiSb)T e 3 = (BiSb) ⁰⁰ _{T e} + T e T e + T e 2 (g) + 2h ⁰

" f, Fig. 3\ " f è ß ~ Ã Ì} _ $ í © : r ¸ 7 £ x \

É

r î r ì ø Í 0 l x ¸_ 7 £ x H Õ ü t ô Ç [ O " î ` ¦ l ì ø ÍK " f & ñ $ í

&

h Ü ¼ Ð ¸ ú [ O " î ÷ &# Q .

(Bi 1−x Sb x ) 2 Te 3 ~ Ã Ì} _ $ í © : r ¸\ ¦ ² ú o % i ` ¦ M : ©

: r \ " f Seebeck > Ã ºü < l ¸ ¸\ ¦ Fig. 4 \ ? /% 3

. Fig. 4\ " f Ð1 p w (Bi 1−x Sb x ) 2 Te 3 ~ Ã Ì} _ Seebeck > Ã

º H $ í © : r ¸ 7 £ x ü < < Êa 7 £ x ÷ & " f 425 ^◦ C \ " f 194 µV /K Ð þ j ¦u \ ¦ ? / $ í © : r ¸ 450 ^◦ C ÷ &

" f ¸F K y è % i . s Seebeck > Ã º_ o H s 1

l

x ¸ x 9 î r ì ø Í 0 l x ¸ oü < ' a$ í s e Ü ¼ 9, s ü < ' aº

)

a ü @ $ í ¸% ò % i \ " f \ P F « Ñ_ Seebeck > Ã º (α)ü <

î

r ì ø Í 0 l x ¸ (n)ü <_ ' a > H 6 £ § õ ° ú s Å Ò# Q .

α = k _B

e (γ + C − ln n _c )

(4)

Fig. 4. Seebeck coefficient and electrical conductivity of (Bi 1−x Sb x ) 2 Te 3 films with different T g .

Table 1. Power factor of (Bi 1−x Sb x ) 2 Te 3 films with dif- ferent T g .

T

g

[

^◦

C] 380 400 425 450 Power factor

× 10

⁻³

[W/mK

²

] 0.01 0.18 0.48 2.6

#

l " f k ^B H ^ ¦ Þ Ôë ß © Ã º, e H _ | ¾ Ó, γ H í ß ê ø Í

, n c É r î r ì ø Í 0 l x ¸, C H © Ã ºs . 0 A d \ " f Z } É r í

ß ê ø Í ü < ± ú É r î r ì ø Í 0 l x ¸{ 9 M : Seebeck > Ã º_ ° ú כs ß

¼> 7 £ x ½ + É כ s . " f, 425 ^◦ C ü < 450 ^◦ C \ " f $ í ©

)

a ~ Ã Ì} _ s 1 l x ¸ x 9 î r ì ø Í 0 l x ¸\ ¦ q §K Ð s 1 l x ¸ 7

£

x Ð \ V8 £ ¤ ÷ & H í ß ê ø Í (γ)_ y è Ð H î r ì ø Í 0 l x

¸ (n ^c ) _ 7 £ x Ä º[ j < Ê\ Seebeck > Ã º_ ° ú כs y

è % i ` ¦ כ Ü ¼ Ð Æ Ò8 £ ¤ ) a .

\ P

F « Ñ_ $ í 0 p x t Ã º (figure of merit) H Z (=α ² σ/k

; α =Seebeck > Ã º, σ = l ¸ ¸, k = \ P ¸ ¸)° ú כ [14] Ü ¼ Ð ³ ð & ³÷ & 9 ´ òÖ ¦ s Z } É r \ P è \ ¦ ] j l 0 A K

" f H Z ° ú כ` ¦ 7 £ x r & ô Ç . \ P $ í 0 p x t Ã º\ ¦ þ j@ / o

l 0 AK " f H $ í 0 p x t Ã º Z_ ì r ½ Ó\ 5 Å q H Seebeck

>

Ã º x 9 l ¸ ¸\ ¦ ß ¼> ¦ 1 l x r \ ì r ¸ ½ Ó \ P

¸ ¸\ ¦ > # ô Ç . # l " f $ í 0 p x t Ã º Z_ ì r ½ Óë ß

`

¦ power factor (=α ² σ) Ð ³ ðr > ÷ & H X < s ° ú כ` ¦ : x K F

« Ñ_ \ P $ í 0 p x` ¦ # QÖ ¼ & ñ ¸ 0 p u K ^ ¦ Ã º e . Table 1 É r $ í © : r ¸\ É r (Bi 1−x Sb x ) 2 Te 3 ~ Ã Ì} _ Seebeck > Ã

ºü < l ¸ ¸\ ¦ 8 £ ¤& ñ ô Ç Ê ê s ° ú כ[ þ t` ¦ power factor (=α ² σ) Ð > í ß # ? /% 3 . 450 ^◦ C \ " f $ í © ) a ~ Ã Ì }

_ â Ä º Seebeck > Ã º H 425 ^◦ C \ " f $ í © ) a כ Ð 186 µ V/K _ É r ° ú כ` ¦ Ð% i Ü ¼ Z } É r l ¸ ¸ Ð

# © H 2.6 × 10 ⁻³ W /mK ² _ ° ú כ` ¦ ? /% 3 .

Fig. 5 H 450 ^◦ C _ $ í © : r ¸\ " f VI/V7 á ¤ D ¥ ½ + Ëq Ö ¦` ¦

² ú

o % i ` ¦ M :_ î r ì ø Í 0 l x ¸ü < s 1 l x ¸_ o\ ¦

Fig. 5. Carrier concentration and mobility of (Bi _1−x Sb _x ) ₂ Te ₃ films with different R _{V I/V} .

Fig. 6. Seebeck coefficient of (Bi 1−x Sb x ) 2 Te 3 films with different R _{V I/V} .

Ç . Õ ª Q z ´] j Ð R V I/V ° ú כ É r 3−9 t or ( .

s

· ú

\ _ ô Ç Te_ < Hz ´` ¦ % 3 ] j l 0 Aô Ç כ s [15]. Fig.

5\ ¦ ¶ ú ( R Ð VI/V7 á ¤ D ¥ ½ + Ëq Ö ¦ 7 £ x r î r ì ø Í 0 l x ¸

1.0 × 10 ¹⁹ cm ⁻³ H % \ " f H o\ ¦ Ðs t · ú § É r ì ø Í

s 1 l x ¸ H 348 \ " f 222 cm ² /V.s Ð y è % i . : r z ´ +

« >\ " f VI/V7 á ¤ D ¥ ½ + Ëq Ö ¦ 7 £ x \ É r s : r o Ô ¦í HÓ ü t í ß ê

ø Í 6 x [16] É r { 9 & ñ ¦ ç ß Å Ò½ + É Ã º e Ü ¼ 9 s 1 l x ¸_ y

è" é ¶ É r s : r o ÷ &t · ú § É r Ô ¦í HÔ ¦ _ í ß ê ø Í 6 x s Å Ò Ð

% ò

¾ Ó` ¦ p u H כ Ü ¼ Ð Ò q ty ) a . 7 £ ¤, Te Ä »{ 9 | ¾ Ós ´ ú § f

Ü ¼ Ð Te $ 3 Ø ¦Ó ü t 1 p x _ < Ês ~ Ã Ì} ? / > r F H כ Ü ¼ Ð

#

.

² ú

o % i ` ¦ M :_ Seebeck > Ã º_ o\ ¦ · p כ s .

Seebeck > Ã º H VI/V7 á ¤ D ¥ ½ + Ëq Ö ¦ s 7 £ x < Ê\ & h

(5)

y

è H כ ` ¦ · ú Ã º e . s ü < ° ú É r Seebeck > Ã º_ 1

l

x É r Fig. 5 \ " f ¶ ú ( R : r ü < ° ú s î r ì ø Í 0 l x ¸ o Ð

H s 1 l x ¸ y è\ É r í ß ê ø Í _ % ò ¾ Ós t C & h

כ

Ü ¼ Ð ó ø Íé ß ) a .

IV. ~ ¿ W d l

ª : £ ¤$ í ` ¦ ¶ ú ( R Ð ¤ . s » 1 Ï ~ ½ Ó0 Ay ` ¦ ° ú H l ó ø Í` ¦ 6

x < ÊÜ ¼ Ð+ c-» ¡ ¤ ~ ½ Ó ¾ Ó_ (Bi ^1−x Sb x ) 2 Te 3 é ß & ñ \ x ~ Ã Ì }

&

ñ õ ~ Ã Ì} _ l x 9 \ P : £ ¤$ í s Ä »l F K5 Å q o½ + ËÓ ü t _ VI/V7 á ¤ D ¥ ½ + Ëq Ö ¦ õ $ í © : r ¸\ ß ¼> _ > r < Ê` ¦ · ú Ã º e

%

3 . Seebeck > Ã º_ þ j@ /° ú כ É r 194 µV/K\ ¦ % 3 % 3 ¦, : £ ¤ y

\

! QF K H 2.6 × 10 ⁻³ W/mK ² ` ¦ ? /% 3 .

P

c p 8 ý ò k >

: r ½ ¨ H õ < Æl Õ ü t Â Ò 21C á Ô : r w # Q ½ ¨> hµ 1 Ï

\ O

\ ¸ èF l Õ ü t > hµ 1 Ï \ O é ß _ ( ï× ¼ ñ 05K1501- 02010) t " é ¶ x 9 KIST l ' a ¦Ä » \ O \ _ # ½ ¨÷ &% 3 Ü

¼ 9 s \ y × ¼w n m .

Y

c p w Ã U Ø ô

[1] L. D. Hicks and M. S. Dresselhaus, Phys. Rev. B 47, 631 (1993).

[2] M. S. Sander, R. Gronsky, T. Snads and A. M. Stacy, Chem. Mater. 15, 335 (2003).

[3] T. C. Harman, P. J. Taylor, M. P. Walsh and B. E.

LaForge, Science 297, 2229 (2002) [4] S. Iijima, Nature 354, 56 (1991)

[5] R. Venkatasubramanian, Phys. Rev. B 61, 3091 (2000)

[6] R. Venkatasubramanian, E. Siivola, T. Colpitts and B. O ⁰ Quinn, Nature 413, 597 (2001)

[7] A. Gani, F. Pascal-Delannoy, A. Boyer, A. Fou- caran, M. Gschwind and P. Ancey, Thin Solid Films 303, 1 (1997).

[8] A. S. Brown, U. K. Mishra, J. A. Henige and M. J.

Delaney, J. Appl. Phys. 64, 3476 (1988)

[9] R. Venkatasubramanian, T. Colipitts, E. Watko, M.

Lamvik and N. EI-Masry, J. Crystal Growth 170, 817 (1997).

[10] J. H. Kim, D. Y. Jeong, B. K. Ju and J. S. Kim, J.

Appl. Phys. 100, 123501 (2006).

[11] Z. Stary, J. Horak, M. Stordeur and M. Stolzer, J.

Phys. Chem. Solids 49, 29 (1988).

[12] J. Horak, K, Cermak and L. Koudelka, J. Phys.

Chem. Solids 47, 805 (1986).

[13] G. R. Miller and C. Y. Lee, J. Phys. Chem. Solids 26, 173 (1965)

[14] D. R. Lovett, Semi-metals and Narrow-band Gap Semiconductors (Pion Limited, London, 1977), p.

181. [15] H. P. Ha, Y. W. Cho, J. Y. Byun and J. D. shin, J.

Phys. Chem. Solids 55, 1233 (1994).

[16] D. Neamen Semiconductor Physics and Device

(McGraw-Hill Book Co., New York, 1999), p. 135.

(6)

Epitaxial Growth and Characterization of p-type (Bi _1−x Sb _x ) ₂ Te ₃ Thin Films on (001) GaAs

Jeong-Hun Kim and Sung-Do Kwon

Thin Film Materials Research Center, Korea Institute of Science and Technology, Seoul 130-650 and Display and Nanosystem Laboratory, College of Engineering, Korea University, Seoul 136-791

Dae-Yong Jeong, Hyun-Jai Kim and Jin-Sang Kim ^∗

Thin Film Materials Research Center, Korea Institute of Science and Technology, Seoul 130-650

Byeong-Kwon Ju

Display and Nanosystem Laboratory, College of Engineering, Korea University, Seoul 136-791 (Received 19 December 2006)

We have investigated the structural, electrical, and thermoelectrical properties of (Bi

1−x

Sb

x

)

2

Te

3

films grown on GaAs substrates by using metal organic chemical vapor deposition (MOCVD). The metal organic sources for the film growth are trimethylbismuth, triethylantimony, and diisopropy- ltelluride. The Seebeck coefficient, the carrier concentration, and the mobility of the films were measured at room temperature. By using a vicinal (001) GaAs substrate, we could obtain single- crystalline c-oriented (Bi

1−x

Sb

x

)

2

Te

3

epilayers. The best value of thermoelectric power factor was shown to be 2.6 × 10

⁻³

W/mK

²

. This value is comparable to that of bulk material. Our MOCVD-grown thermoelectric (Bi

1−x

Sb

x

)

2

Te

3

films can be used to fabricate high-performance thermoelectric devices.

PACS numbers: 68.35.Bs, 73.50.Lw

Keywords: Thermoelectric material, MOCVD, Power factor

∗

E-mail: [email protected]

(001) GaAs M   m ü; c p-] k ù (Bi 1−x Sb x ) 2 Te 3 8 ý ; cY U c lT c l V R ËX ê s õ m Í  ¤V R Ë Ä Z ØV Ä

(001) GaAs M   m ü; c p-] k ù (Bi 1−x Sb x ) 2 Te 3 8 ý ; cY U c lT c l V R ËX ê s õ m Í  ¤V R Ë Ä Z ØV Ä

 »+ ä 0 å  · - ! H) ç | ¡

ô

 Ç² D G õ  < Æl Õ ü t  ½ ¨" é ¶ ~ Ã Ì}  F « Ñ  ½ ¨G ' p' , " fÖ  ¦ 130-650



¦ 9@ / < Æ §   l      / B N  < ÆÂ Ò, " fÖ  ¦ 136-791

+ ä

6 0 ÷ 7 B ·  »g ` @<  ·  » . >  ç ¡ ∗

ô

 Ç² D G õ  < Æl Õ ü t  ½ ¨" é ¶ ~ Ã Ì}  F « Ñ  ½ ¨G ' p' , " fÖ  ¦ 130-650

®

£( å  - ! H



¦ 9@ / < Æ §   l      / B N  < ÆÂ Ò, " fÖ  ¦ 136-791 (2006¸  12 Z 4 19{ 9  ~ Ã Î6 £ §)

(Bi

Sb

)

Te

\ x ~ Ã Ì}  `  ¦ TMBi (trimethyl-bismuth), TESb (triethyl-antimony) x 9 DIPTe (diisoprophyl-telluride)`  ¦  6 x #  Ä »l F K5 Å q o < Æl  © 7 £ x  Ã ÌZ O  (MOCVD)Ü ¼ Ð (001) GaAs é ß   

&

ñ l ó ø Í 0 A\  $ í  ©  % i  . GaAs l ó ø Í_  ~ ½ Ó0 A\  ¦ (001)  \ " f   ç ß  s » 1 Ïr (  Ü ¼ Ð c-» ¡ ¤ ~ ½ Ó ¾ Ó_  (Bi

Sb

)

Te

\ x ~ Ã Ì}  `  ¦ $ í  © r ~ ´ Ã º e  % 3  . ~ Ã Ì}  _    l  x 9 \ P   : £ ¤$ í   Seebeck > Ã º, î  r ì

ø Í  0 l x  ¸ x 9 s 1 l x  ¸  H  ©  : r \ " f 8 £ ¤& ñ ÷ &% 3  . \ P   $ í 0 p x`  ¦ 0 p u   H power factor  H þ j@ / 2.6×10

W/mK

 Ð Z O ß ¼+ þ A_  F « Ñ\   î  r ° ú כ`  ¦  ? /% 3  . MOCVDZ O Ü ¼ Ð ] j ¸  ) a (Bi

Sb

)

Te

~ Ã Ì}   + þ

A \ P    èF   H  ª ô  Ç \ P    è  ] j  \  V , o  6 £ x6 x| ¨ c Ã º e  `  ¦  כ Ü ¼ Ð l @ /  ) a .

PACS numbers: 68.35.Bs, 73.50.Lw Keywords: \ P   F « Ñ, MOCVD,   § 4    

I. " e Â ] Ø

 É r F « Ñ_   ª é ß ç ß \   : r  ¸  e  `  ¦ M :   · ú s  µ 1 ÏÒ q t

  H Seebeck ´ òõ \  ¦ s 6 x   H \ P   µ 1 Ï  (thermoelectric power generation) õ  % i Ü ¼ Ð f  À Ó  À Ó\  ¦ f  Ë  9Å Ò% 3 `  ¦ M :



ª é ß ç ß \   : r  ¸  µ 1 ÏÒ q t   H Peltier ´ òõ \  ¦ s 6 x   H \ P 



 Í  ty   (thermoelectric cooling)\   ' a ô  Ç   ½ ¨  H þ j   H [ þ t

#

Q   F Ò q t \  -t l Õ ü t õ  `  \  -t  rÃ º\  @ /ô  Ç  ' a d  s 



¦ ¸÷ &  " f & h    Ö ¸ µ 1 Ïy  s À Ò# Qt  ¦ e    [1,2]. Z O ß ¼+ þ A Ü

¼ Ð @ /  ÷ &  H \ P   µ 1 Ï  x 9 Í  ty   è   H & h    è+ þ A o, ~ Ã Ì }



 o,  ¦$ í 0 p x o÷ &  H ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð   ½ ¨> hµ 1 Ïs  s À Ò# Q| 9   כ Ü ¼



Ð   } © ÷ & 9 s  Qô  Ç כ ¹½ ¨\  Â Ò6 £ x l  0 AK " f  H ~ Ã Ì}  + þ A

\ P

   è \  @ /ô  Ç   ½ ¨ כ ¹½ ¨÷ & ¦ e   .

2000¸  @ / ] X # Q[ þ t  " f $  " é ¶ ½ ¨ ¸\  ¦ ° ú   H  ª  & h , 



¸ü <s # Q,  í   ½ ¨ ¸ 1 p x _   ¸l Õ ü t s  ] X 3 l q ) a ~ Ã Ì}   $ í



© l Õ ü t s  > hµ 1 Ï÷ &  " f \ P   $ í 0 p x t Ã º (Z) ° ú כs  ß ¼>  7 £ x

÷ &% 3   [3–5]. : £ ¤ y , Venkatasubramanian [6]1 p x É r Bi 2 Te 3 /Sb 2 Te 3  í   ½ ¨ ¸\  ¦ ] j   #  Z° ú כs  2.4 t 

E-mail: [email protected]

7

£

x  < Ê`  ¦ z ´+ « >& h Ü ¼ Ð ] jr  % i  . s  Qô  Ç  í    ~ Ã Ì}   _

 ] j  `  ¦ 0 AK " f  H \ P   F « Ñ_  ç  H{ 9 ô  Ç \ x ~ Ã Ì}   $ í  ©  l

Z O s  ì ø Í× ¼r   9 כ ¹  .  & ³F  t  \ P   F « Ñ_  ~ Ã Ì}  7 £ x

 Ã

Ìl Õ ü t É r #  Q t  ~ ½ ÓZ O [ þ t s   6 x ÷ &# Q M ® o  H X <, Õ ª ×  æ \ 

"

f ¸ MOCVDZ O  É r Ã º nm ¿ ºa _  · û ª É r Å Òl \  ¦ ° ú   H  í

 

 ½ ¨ ¸ ] j  \  & h ½ + Ë  . s     ½ ¨\ " f Giani [7]1 p x



É r MOCVDZ O `  ¦ s 6 x #  Bi 2 Te 3 ~ Ã Ì}  `  ¦ pyrex ü < sili- con l ó ø Í 0 A\  $ í  © r (   . Õ ª Q , $ í  ©   ) a ~ Ã Ì}  _    

&

ñ : £ ¤$ í õ    2 ; ³ ð  + þ A ©  M :ë  H \  B Ä º · û ª É r Å Òl _   í 



 ½ ¨ ¸\  ¦ $ í  © r v   H X < & h ] X  t  · ú §  ¦ ó ø Íé ß   ) a .

ô

 Ç¼ # , 1980¸  @ / Ê êì ø ÍÂ Ò'  ì ø Í ¸^  F g   è  ì  r  \ " f

%

(001) GaAs M m ü; c p-] k ù (Bi 1−x Sb x ) 2 Te 3 8 ý ; cY U c lT c l V R ËX ê s õ m Í ¤V R Ë Ä Z ØV Ä

(001) GaAs M m ü; c p-] k ù (Bi 1−x Sb x ) 2 Te 3 8 ý ; cY U c lT c l V R ËX ê s õ m Í ¤V R Ë Ä Z ØV Ä

»+ ä 0 å · - ! H) ç | ¡

Ç² D G õ < Æl Õ ü t ½ ¨" é ¶ ~ Ã Ì} F « Ñ ½ ¨G ' p' , " fÖ ¦ 130-650

¦ 9@ / < Æ § l / B N < ÆÂ Ò, " fÖ ¦ 136-791

6 0 ÷ 7 B · »g ` @< · » . > ç ¡ ^∗

Ç² D G õ < Æl Õ ü t ½ ¨" é ¶ ~ Ã Ì} F « Ñ ½ ¨G ' p' , " fÖ ¦ 130-650

£( å - ! H

¦ 9@ / < Æ § l / B N < ÆÂ Ò, " fÖ ¦ 136-791 (2006¸ 12 Z 4 19{ 9 ~ Ã Î6 £ §)

\ x ~ Ã Ì} ` ¦ TMBi (trimethyl-bismuth), TESb (triethyl-antimony) x 9 DIPTe (diisoprophyl-telluride)` ¦ 6 x # Ä »l F K5 Å q o < Æl © 7 £ x Ã ÌZ O (MOCVD)Ü ¼ Ð (001) GaAs é ß

ñ l ó ø Í 0 A\ $ í © % i . GaAs l ó ø Í_ ~ ½ Ó0 A\ ¦ (001) \ " f ç ß s » 1 Ïr ( Ü ¼ Ð c-» ¡ ¤ ~ ½ Ó ¾ Ó_ (Bi

\ x ~ Ã Ì} ` ¦ $ í © r ~ ´ Ã º e % 3 . ~ Ã Ì} _ l x 9 \ P : £ ¤$ í Seebeck > Ã º, î r ì

ø Í 0 l x ¸ x 9 s 1 l x ¸ H © : r \ " f 8 £ ¤& ñ ÷ &% 3 . \ P $ í 0 p x` ¦ 0 p u H power factor H þ j@ / 2.6×10

Ð Z O ß ¼+ þ A_ F « Ñ\ î r ° ú כ` ¦ ? /% 3 . MOCVDZ O Ü ¼ Ð ] j ¸ ) a (Bi

~ Ã Ì} + þ

A \ P èF H ª ô Ç \ P è ] j \ V , o 6 £ x6 x| ¨ c Ã º e ` ¦ כ Ü ¼ Ð l @ / ) a .

PACS numbers: 68.35.Bs, 73.50.Lw Keywords: \ P F « Ñ, MOCVD, § 4

É r F « Ñ_ ª é ß ç ß \ : r ¸ e ` ¦ M : · ú s µ 1 ÏÒ q t

H Seebeck ´ òõ \ ¦ s 6 x H \ P µ 1 Ï (thermoelectric power generation) õ % i Ü ¼ Ð f À Ó À Ó\ ¦ f Ë 9Å Ò% 3 ` ¦ M :

ª é ß ç ß \ : r ¸ µ 1 ÏÒ q t H Peltier ´ òõ \ ¦ s 6 x H \ P

Í ty (thermoelectric cooling)\ ' a ô Ç ½ ¨ H þ j H [ þ t

Q F Ò q t \ -t l Õ ü t õ ` \ -t rÃ º\ @ /ô Ç ' a d s

¦ ¸÷ & " f & h Ö ¸ µ 1 Ïy s À Ò# Qt ¦ e [1,2]. Z O ß ¼+ þ A Ü

¼ Ð @ / ÷ & H \ P µ 1 Ï x 9 Í ty è H & h è+ þ A o, ~ Ã Ì }

o, ¦$ í 0 p x o÷ & H ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð ½ ¨> hµ 1 Ïs s À Ò# Q| 9 כ Ü ¼

Ð } © ÷ & 9 s Qô Ç כ ¹½ ¨\ Â Ò6 £ x l 0 AK " f H ~ Ã Ì} + þ A

è \ @ /ô Ç ½ ¨ כ ¹½ ¨÷ & ¦ e .

2000¸ @ / ] X # Q[ þ t " f $ " é ¶ ½ ¨ ¸\ ¦ ° ú H ª & h ,

¸ü <s # Q, í ½ ¨ ¸ 1 p x _ ¸l Õ ü t s ] X 3 l q ) a ~ Ã Ì} $ í

© l Õ ü t s > hµ 1 Ï÷ & " f \ P $ í 0 p x t Ã º (Z) ° ú כs ß ¼> 7 £ x

÷ &% 3 [3–5]. : £ ¤ y , Venkatasubramanian [6]1 p x É r Bi ₂ Te ₃ /Sb ₂ Te ₃ í ½ ¨ ¸\ ¦ ] j # Z° ú כs 2.4 t

x < Ê` ¦ z ´+ « >& h Ü ¼ Ð ] jr % i . s Qô Ç í ~ Ã Ì} _

] j ` ¦ 0 AK " f H \ P F « Ñ_ ç H{ 9 ô Ç \ x ~ Ã Ì} $ í © l

Z O s ì ø Í× ¼r 9 כ ¹ . & ³F t \ P F « Ñ_ ~ Ã Ì} 7 £ x

Ã

Ìl Õ ü t É r # Q t ~ ½ ÓZ O [ þ t s 6 x ÷ &# Q M ® o H X <, Õ ª × æ \

f ¸ MOCVDZ O É r Ã º nm ¿ ºa _ · û ª É r Å Òl \ ¦ ° ú H í

½ ¨ ¸ ] j \ & h ½ + Ë . s ½ ¨\ " f Giani [7]1 p x

É r MOCVDZ O ` ¦ s 6 x # Bi ² Te 3 ~ Ã Ì} ` ¦ pyrex ü < sili- con l ó ø Í 0 A\ $ í © r ( . Õ ª Q , $ í © ) a ~ Ã Ì} _

ñ : £ ¤$ í õ 2 ; ³ ð + þ A © M :ë H \ B Ä º · û ª É r Å Òl _ í

½ ¨ ¸\ ¦ $ í © r v H X < & h ] X t · ú § ¦ ó ø Íé ß ) a .

Ç¼ # , 1980¸ @ / Ê êì ø ÍÂ Ò' ì ø Í ¸^ F g è ì r \ " f

6 £ § s » 1 Ï~ ½ Ó0 Ay ` ¦ ° ú H l ó ø Ís 6 x ÷ &l r Ù þ ¡ H X <, s

l ó ø Í` ¦ 6 x l ó ø Í³ ð \ H ´ ú § É r Ã º_ steps + þ A

÷ & ¦, s step_ x 9 ¸ H l ó ø Í â ¸ 7 £ x \ 7 £ x

> ) a . s M :, " é ¶ s step H % Ð s 1 l x ½ + É Ã º e

H Ø æì r ô Ç \ -t \ ¦ ° ú H s [ þ t ³ ð step[ þ t É r @ /é ß y

ª ñô Ç " é ¶ _ f ¨ Ã Ì © è Ð 6 x ½ + É Ã º e Ü ¼ 9, s \

ç H{ 9 ô Ç \ x } & ñ $ í © s 0 p x K t H כ Ü ¼ Ð Ð ¦

& ¦ e [8]. t F K t ~ Ã Ì} + þ A \ P F « Ñ_ $ í 0 p x t Ã º\ ¦ Z

} s l 0 Aô Ç ª ô Ç ~ ½ ÓZ O [ þ t s ½ ¨÷ &# Q M ® o Ü ¼ f

s » 1 Ï~ ½ Ó0 Ay ` ¦ ° ú H l ó ø Í` ¦ 6 x ô Ç ~ Ã Ì} + þ A \ P F « Ñ

© \ @ / # H _ ½ ¨ ) a \ O .

" f, : r ½ ¨\ " f H © : r \ " f \ P $ í 0 p x t Ã º Ä º Ã

ºô Ç (Bi 1−x Sb x ) 2 Te 3 _ \ x ~ Ã Ì} ` ¦ 4 ^◦ s » 1 Ï ) a GaAs l ó

ø Í 0 A\ MOCVD [7–9]Z O ` ¦ s 6 x # $ í © % i . ¢ ¸ô Ç,

Ì} $ í © r $ í © : r ¸ x 9 " é ¶ F « Ñ VI/V7 á ¤ Ó ü t| 9 _ q Ö

¦ \ $ í © ) a ~ Ã Ì} _ & ñ $ í x 9 ½ ¨ ¸& h : £ ¤$ í ` ¦ ¶ ú ( R 4

§ Ü ¼ Ð þ j& h _ $ í © ¸| ` ¦ % 3 ¦ % i . Õ ªo ¦ s Q ô

Ç / B N& ñ Ã º $ í © ) a ~ Ã Ì} _ \ P , l & h : £ ¤$ í \ p u

H % ò ¾ Ó\ @ /K " f ¦¹ 1 Ï % i .

: r z ´+ « >\ " f H Thomas Swan \ " f ] j ô Ç Ã º

ì ø Í6 £ x ' a d MOCVD © q \ ¦ s 6 x # © · ú \ " f (Bi 1−x Sb x ) 2 Te 3 ~ Ã Ì} ` ¦ $ í © r ( . Bi, Sb, Te6 x Ä » l

F K5 Å q o½ + ËÓ ü t Ð H TMBi (trimethyl-bismuth), TESb (triethyl-antimony), DIPTe (diisoprophyl-telluride)\ ¦ 6

x % i Ü ¼ 9, y y ½ Ó : r ¸\ " f { 9 & ñ : r ¸ Ð ] j# Q÷ &% 3 .

: r ¸\ É r y Ä »l F K5 Å q o½ + ËÓ ü t _ 7 £ x l · ú (vapor pres- sure) É r 6 £ § õ ° ú s ³ ð & ³ ) a .

© × æ ì ø Í6 £ x ' a Ü ¼ Ð Ä »{ 9 ÷ & H Bi x 9 Sb_ D ¥ ½ + Ëq H TMBi ü < TESb_ 7 £ x l · ú õ Ä »| ¾ Ó (flow rate)\ _ K ¸ ] X

÷ &% 3 . l ó ø ÍÜ ¼ Ð H (001) GaAs x 9 [010]~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð 4 ^◦ s

» 1 Ï ) a (001) GaAs é ß & ñ l ó ø Í\ ¦ 6 x % i . ¸ H r

Ñ H 2 r ç ß 1 l x î ß $ í © ÷ &% 3 Ü ¼ 9, $ í © : r ¸ (T g ) ü < VI/V 7

¤ D ¥ ½ + Ëq Ö ¦ (R V I/V )` ¦ / B N& ñ Ã º Ð # þ j& h ¸| ` ¦

3 ¦ % i . $ í © ) a ~ Ã Ì} _ ¿ ºa H Å Ò & ³p â (SEM) Ü ¼ Ð ' a ¹ 1 Ï÷ &% 3 Ü ¼ 9, $ í © 5 Å q ¸ H 430 ^◦ C \ " f r ç ß {

© 2.2 µm Ð z ¤ . $ í © ) a ~ Ã Ì} _ î r ì ø Í 0 l x ¸, s 1

x ¸ x 9 l ¸ ¸ H © : r \ " f van der pauw Z O \ _ ô Ç Hall ´ òõ \ ¦ : x # 8 £ ¤& ñ ÷ &% 3 ¦, F « Ñ ª é ß _ : r ¸ \ ¦

" f H · ú y © \ ¦ : x # Seebeck > Ã º\ ¦ 8

£ ¤& ñ % i . $ í © ) a ~ Ã Ì} _ ½ ¨ ¸& h : £ ¤$ í ` ¦ ¨ î l 0 A K

" f CuKα1 X- c ` ¦ 6 x # X- r] X ì r$ 3 ` ¦

i . : £ ¤ y , : r ½ ¨\ " f 6 x ô Ç { 9 Â Ò l ó ø Í É r (001) \

f s » 1 Ï÷ &# Q e Ü ¼Ù ¼ Ð $ r « Ñ © Ã Ì ) a stage\ ¦ X-

Ø ¦ l Ð s » 1 Ïy ë ß p u Ð& ñ # l ó ø Í_ (001) õ X- s