10 Z 4, pp. 987∼992
à Ã
Å « Ö «Y c l0 n É; c 8 ý X ¢ GeSe 2 :In U c lT c l8 ý < gX c l õ m Í ö n ÚP X ì Ä ¤V R Ë
ç ¡* å · Â 6 Ò ò 6 Bg Y @ · T ø ¶ B% · T + ä ® £
â
© @ / < Æ § õ < Æ@ / < Æ Ó ü t o < Æõ x 9 l íõ < Æ ½ ¨ è, Å Ò 660-701 (2011¸ 8 Z 4 4{ 9 ~ Ã Î6 £ §, 2011¸ 9 Z 4 23{ 9 Ã º& ñ : r ~ Ã Î6 £ §, 2011¸ 10 Z 4 5{ 9 > F S X & ñ )
/ B N7 £ x à ÌZ O Ü ¼ Ð GeSe
2:In ~ Ã Ì} ` ¦ ITO(indium-tin-oxide) Ä »o l ó ø Í 0 A\ ] j % i . & ñ o H 7 £ x
Ã
Ì ) a ~ Ã Ì} [ þ t` ¦ / B N © I \ " f 200, 300, 400
◦C Ð \ P % o < ÊÜ ¼ Ð" f s Ò ¦ Ã º e % 3 . X- r] X ì r$ 3 \ _
# 7 £ x Ã Ì ) a GeSe
2:In ~ Ã Ì} _ ¶ ú ½ Ó © Ã º H a = 7.037 ˚ A, b = 11.826 ˚ A, c = 16.821 ˚ A Ð" f ~ ½ Ó& ñ
>
(orthorhombic) ½ ¨ ¸\ ¦ ¦ e % 3 Ü ¼ 9, \ P % o : r ¸\ ¦ 7 £ x < Ê\ (020)ü < (200) ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð $ í © H
d` ¦ · ú à º e % 3 . 7 £ x Ã Ì ) a GeSe
2:In ~ Ã Ì} \ @ / # z ´ : r \ " f 8 £ ¤& ñ ô Ç F g < Æ& h \ -t { ç ß É r 2.16 eV s % 3 ¦, \ P % o : r ¸\ ¦ 7 £ x < Ê\ { ç ß É r 7 £ x % i Ü ¼ 9, 200 ∼ 400
◦C \ " f \ P % o ) a ~ Ã Ì} _
F g < Æ& h \ -t { ç ß É r 2.25 eV ∼ 2.41 eV s % 3 . GeSe
2:In ~ Ã Ì} ? /_ î r ì ø Í [ þ t _ 1 l x% i < Æ
&
h 1 l x` ¦ F g Ä »l ~ ½ Ó : £ ¤$ í (PIDC : photoinduced discharge characteristics) ~ ½ ÓZ O Ü ¼ Ð ¸ % i .
Ù þ
d # Q: GeSe
2:In ~ Ã Ì} , \ P % o ´ òõ , \ -t { ç ß , F g Ä »l ~ ½ Ó : £ ¤$ í
Growth and Physical Properties of GeSe 2 :In Films Prepared on Indium Tin Oxide
Chang Young Park · Dong Hun Han · Jong Duk Lee · Jeoung Ju Lee ∗
Department of Physics and Research Institute of Natural Science, Gyeongsang National University, Jinju 660-701 (Received 4 August 2011 : revised 23 September 2011 : accepted 5 October 2011)
GeSe
2:In films were prepared on indium-tin-oxide (ITO)-coated glass substrates by using thermal evaporation. The crystallization was achieved by annealing the as-deposited films in a vacuum electric furnace. X-ray diffraction spectra showed that the GeSe
2:In films had an orthorhombic structure with lattice constants a = 7.037 ˚ A, b = 11.826 ˚ A, and c = 16.821 ˚ Aand that the crystals were grown with (020) and (200) orientations. The optical energy band gap, measured at room temperature, of the as-deposited GeSe
2:In films was 2.16 eV and increased to about 2.25 eV ∼ 2.41 eV upon annealing in a vacuum electric furnace at temperatures from 200
◦C to 400
◦C.
The dynamical behavior of the charge carriers in the GeSe
2:In films were investigated by using photoinduced discharge characteristic(PIDC) techniques.
PACS numbers: 68.55.-a, 78.20.-e
Keywords: GeSe
2:In films, Annealing effect, Optical band gap, PIDC
∗
E-mail: [email protected]
-987-
I. " e  ] Ø
º ú
ï> s × ¼(chalcogenide) Ä »o [ þ t É r õ < Æ l Õ ü t _ 6 £ x 6
x õ © \ O & h × æ כ ¹$ í M :ë H \ ' a d _ @ / © s ÷ & H Ó ü t| 9 s
[1,2]. Ge-Se ü < ° ú É r Se` ¦ l í Ð ô Ç q & ñ | 9 º ú ï> s
× ¼ Ä »o H F g$ 3 Ä », F g ¸ Ð, G ' p" f ¢ ¸ H B ÐÀ Ó " é ¶ è_ '
\ _ ô Ç F g$ 3 Ä » Y Us $ x 9 7 £ x; ¤ l 1 p x õ ° ú É r à º1 l x& h
Õ ªo ¦ 0 p x1 l x& h r F g , & h ü @ _ 6 £ x6 x Ñ ü t \ & h {
© ô Ç Ó ü t| 9 s [3-6]. ¢ ¸ô Ç s Ó ü t| 9 É r F g# 3 0 Aô Ç % ò % i _ F g Ä
» ¸ & ³ © M :ë H \ í ÐY Ut Û ¼à Ô(photoresists), ] j ÐÕ ªA x
(xerography), í Ðo èÕ ªA x (photolithography), Û ¼ 0
Ag A x 9 l % 3 è , $ § 4 ô Ç q 6 x _ I ª t _ ] j \ Õ ª o
¦ 8¹ ¡ ¤ þ j H \ ª _ © o F g l 2 ¤ \ @ / # Ä »} © ô
Ç Ó ü t| 9 Ð" f Å Ò3 l q` ¦ = å J # Q M ® o [6, 7]. q & ñ | 9 º ú ï> s
× ¼ Ä »o [ þ t É r Se ¸^ (matrix) 5 Å q Ü ¼ Ð Ge " é ¶ [ þ t` ¦ Ä » { 9
r ( Ü ¼ Ð" f o < Æ& h $ í ì r õ \ -t { ½ ¨ ¸ ô Ç [8]. \ P % o ¢ ¸ H \ -t { ç ß s © _ y n C` ¦ ¸ ½ + É M
: & ñ oü < ½ ¨ ¸ o\ ¦ ô Ç H כ ¢ ¸ô Ç ¸ ú · ú 94 R e [9]. Ge-Se ½ ¨ ¸_ o H Ä »o + þ A$ í % ò % i , Ä »o s : r
¸, í ÐÀ Òp W 1G ' p" f(photoluminescence) Õ ªo ¦ & h ü @ x 9
Raman Û ¼& 7 à Ô! 3 1 p x _ F g < Æ& h : £ ¤$ í \ ¸ % ò ¾ Ó` ¦ ï r [10,11]. P. Sharma 1 p x [12] É r IV-VI + þ A s " é ¶ o½ + ËÓ ü t ì ø Í ¸
^
_ F g < Æ& h : £ ¤$ í s $ í ì r _ > r$ í t ¢ ¸ F g# 3 0 Aô Ç % ò % i Ü
¼ Ð_ 6 £ x6 x 0 p x ô Çt \ ¦ ¸ % i . J. E. Griffiths 1 p x [13] É r F g Ä » ¸ & ñ o & ³ © ` ¦ þ j í Ð Ð ¦ % i Ü ¼ 9, F g Ä
» ¸ & ñ o õ & ñ \ " f © o F g l % 3 è Ð 6 £ x6 x| ¨ c Ã
º e 6 £ §` ¦ µ 1 Ï| % i . G. Dittmar 1 p x õ O. Matsuda 1 p x
É r Raman í ß ê ø Íõ XRD(X-ray diffraction) ì r$ 3 ` ¦ : x K GeSe
2 H α, β Õ ªo ¦ γ © _ 3t & ñ + þ AI > r F < Ê
`
¦ µ 1 ß+ À I . [14,15]. ~ ½ Ó& ñ > (orthorhombic)_ α-GeSe
2(Pmmn ¢ ¸ H Pmn) É r CdI
2(P¯ 3m1) _ ~ Õ ª Q 8 £ x ½ ¨ ¸
\
¦ 9, ª s : r[ þ t É r & ñ 8 ^ Ð 0 Au ÷ &# Q e [16]. 8 £ x Ü
¼ Ð ) a β-GeSe
2(P2
1/c) H a» ¡ ¤` ¦ " f ¸" fo \ ¦ â Ä »
# ) a _ þ t(chain) ? /\ GeSe
44 ^ \ ¦ ° ú ¦ b» ¡ ¤
`
¦ " f © o \ ¦ / B N Ä » H Ge
2Se
8s × æ4 ^ \ ¦ ° ú
H ¦ : r + þ AI _ HT-GeSe
2s [14]. γ-GeSe
2_ ½ ¨ ¸ H CdI
2+ þ A_ ¹ ¢ ¤ ~ ½ Ó(hexagonal) ½ ¨ ¸ SnSe
2\ ' aº ) a [17].
GeSe
2_ α, β, γ + þ A\ Ð ¦ ) a 0 l q H : r ¸ H y y T
m= 1013 (± 3) K, T
m= 1016 (± 5) K, T
m= 1123 (± 3) K s [18]. " f & ñ + þ AI H º ú ï p_ o < Æ| ¾ Ó : r& h s
ª ` ¦ í < ʽ + É Ã º e ¦, õ e ç Sü < Se " é ¶ [ þ t É r _ þ t
`
¦ + þ A$ í ½ + É Ã º e [2]. q & ñ | 9 º ú ï> s × ¼ ì ø Í ¸^ _
~ Ã
Ì} ` ¦ ] j H ~ ½ ÓZ O É r / B N7 £ x à ÌZ O [6,8], ¦Å Ò Û ¼( '
a AZ O [19], ` O Û ¼ Y Us $ 7 £ x à ÌZ O [20], o < Æl © 7 £ x à ÌZ O [21, 22] 1 p x s e . q & ñ | 9 º ú ï> s × ¼ ì ø Í ¸^ _ â Ä º
{ 9
& ñ ô Ç & ñ ½ ¨ ¸ \ O ¦, ç H{ 9 ô Ç ¸$ í ` ¦ ° ú H ª | 9 _ ~ Ã Ì }
` ¦ $ í © l # Q§ > l M :ë H \ , q §& h $ : r \ " f o < Æ| ¾ Ó
: r& h Ü ¼ Ð $ í © s / 'î r / B N7 £ x à ÌZ O Ü ¼ Ð GeSe
2:In ~ Ã Ì} ` ¦ ]
j ¦, / B N \ " f_ \ P % o : r ¸(200, 300, 400
◦C) \
É r ½ ¨ ¸& h , F g < Æ& h : £ ¤$ í õ F g Ä »l ~ ½ Ó : £ ¤$ í (PIDC : photoinduced discharge characteristics) [23] \ _ ô Ç @ /
)
a î r ì ø Í _ 1 l x% i < Æ& h 1 l x(dynamical behavior) [24]\ ¦
¸ % i .
II. ÷ m Ç ] M ö
1. GeSe
2:In U c lT c l8 ý < g º
o < Æ| ¾ Ó : r& h Ü ¼ Ð ç H{ 9 ô Ç ¸$ í ` ¦ t H GeSe
2é # Q o
(bulk)\ ¦ à º¨ î l Ð\ " f ½ + Ë$ í l 0 A # $ ¦ í
H ¸(99.999 %)_ Geü < Se\ ¦ ¸$ í q Ge : Se = 1 : 2 Ð g A| ¾ Óô Ç Ê ê È Ò" î $ 3 % ò ' a( ? / â :1.0 cm × ü @ â :1.4 cm × U
´s :18 cm)\ V , É r Ê ê 2 ×10
−6Torr _ / B N ¸\ " f Ó r Û
¦(ampoule)` ¦ 4 x{ 9 ô Ç Ê ê \ P % o \ ¦ 0 A # ' a © l Ð
Ð s 5 Å x r ( . \ P % o 1 l x î ß : r ¸ © 5 p x \ É r Se 7 £ x l · ú _
/ å L ô Ç Ø ½ Ó` ¦ ~ ½ Ót ¦ Geõ Se s _ ç H{ 9 ô Ç ~ ½ Ó 6
£
x` ¦ Ä » ¸ l 0 A # 10
◦C/h _ © 5 p xÖ ¦ Ð 400
◦C t
© 5 p x r Ê ê 10 r ç ß 1 l x î ß Ä »t ô Ç 6 £ §, 10
◦C/h Ð
: r ¸\ ¦ 1,000
◦C t © 5 p x r . 1,000
◦C \ " f 20 r ç
ß Ä »t r Ê ê ; ;y Í ty r & Z O ß ¼ GeSe
2\ ¦ $ í © r (
. \ P r ì ø Í6 £ x` ¦ 8 ú ¤ r v ¦ ç H{ 9 ô Ç ¸$ í ` ¦ Ä » ¸ l
0 A # Ó rÛ ¦` ¦ 1 rpm _ y 5 Å q ¸ Ð r r ( [25].
]
j ¸ ) a GeSe
2é # Qo ü < In : \ a Å @(pellet)` ¦ / B N7 £ x Ã Ì © u
(Edward E 306A) ? /\ © Ã Ì ¦ 1 ×10
−6Torr _ /
B
N \ " f ITO Ä »o l ó ø Í 0 A\ 7 £ x Ã Ì % i . ITO l ó ø Í É r [ j '
6 xÓ o ? /\ { H Ê ê 7 £ x À ÓÃ º Ð ' ½ ¨# Q í6 £ § [ j' l \
"
f [ j : r(acetone) Ü ¼ Ð [ j' ¦ r 7 £ x À ÓÃ º Ð ' ç H 6
£
§ É r | 9 è Û ¼ Ð Ô ¦ # Q" f | ¸r & 6 x % i . 1 r 7
£
x à Ì` ¦ l 0 AK GeSe
2é # Qo ü < In : \ a Å @` ¦ 1 g & ñ ¸ ÷ &
H ª Ü ¼ Ð Û ¼Ö ¿ (basket) + þ AI _ [ j b (ceramic)` ¦ { 9
2 ³ ) í Û ¼J $ (W) Ðà Ô(boat) 5 Å q \ V , # Q Ø æì r y \ V\ P ` ¦ ô Ç Ê
ê 7 £ x à Ìr ( . 7 £ x à Ì\ èכ ¹ ) a r ç ß É r \ V\ P ` ¦ í < Ê # 30ì r ? /ü @ Ð % i Ü ¼ 9, 7 £ x à Ìr _ l ó ø Í : r ¸ H 100
◦C\ ¦ Ä
»t % i .
2. ¤V R Ë ¤X N Ë 7
£
x Ã Ì Ê ê\ r « Ñ[ þ t É r 10ì r 1 l x î ß / B N l Ð 5 Å q \ " f
200, 300, 400
◦C _ \ P % o \ ¦ r ' % i . \ P % o : r
¸\ ¦ 7 £ x < Ê\ r « Ñ H S ! ° ú Ò o(yellowish brown)Ü ¼
Ð & h & h % i . 7 £ x Ã Ì ) a GeSe
2:In ~ Ã Ì} _ ¿ ºa ü < ³ ð
+ þ A © É r > ~ ½ ÓØ ¦ Å Ò & ³p â (FESEM : field emission scanning electron microscopy, JSM-6400) Ü ¼ Ð 8
£ ¤& ñ % i Ü ¼ 9, o < Æ| ¾ Ó : r& h ¸$ í q H > ~ ½ ÓØ ¦ Å Ò
& ³p â \ Â Ò Ã Ì ) a \ -t ì r í ß X- ì r$ 3 l (EDX : energy dispersive X-ray analysis) Ð 8 £ ¤& ñ % i . ¢ ¸ 7 £ x
Ã
Ì ) a ~ Ã Ì} _ & ñ ½ ¨ ¸ H X- r] X > (XRD : X-ray diffractometer, Siemens D5005)\ ¦ s 6 x # ¸ % i
¦, 6 x ) a X- _ © É r 1.5418 ˚ A s % 3 . Å Ò % ò % i É r 2θ\ ¦ 10
o∼ 60
os Ð % i . UV-VIS-NIR(ultraviolet- visible-near infrared) ì rF g F g ¸> (spectrophotometer, Shimadzu MPS-5000)\ ¦ s 6 x # z ´ : r \ " f F gf ¨ Ã º\ ¦ 8
£ ¤& ñ # F g < Æ& h \ -t { ç ß ` ¦ % 3 % 3 . î r ì
ø Í _ + þ AI , Å Ò' r ç ß , î r ì ø Í 0 l x ¸ Õ ªo ¦ s 1
l
x ¸\ ¦ > í ß l 0 A # F g Ä »l ~ ½ Ó : £ ¤$ í ` ¦ ¸
%
i . F g Ä »l ~ ½ Ó : £ ¤$ í ` ¦ ¸ l 0 A # ! s q(cell) É r glass/ITO/GeSe
2:In/ITO/glass _ ½ ¨ ¸ Ð ] j % i Ü ¼ 9 8
£ ¤& ñ \ % ò ¾ Ó` ¦ z } 9 Ã º e H ü @Â Ò l & h ¸ ú 6 £ §` ¦ ` r
v l 0 A # Al © ? /\ " f F g Ä »l ~ ½ Ó : £ ¤$ í ì r$ 3 ` ¦ Ã
º' % i . r « Ñ ³ ð \ ¸ ) a F g ` O Û ¼(light pulse) H ]
j 7 H Ï þ á Ô(xenon lamp)_ F g " é ¶` ¦ é ß 5 Å q # % 3 % 3 ¦, s
\
¦ È Ò" î F G } ` ¦ : x # r « Ñ\ | 9 5 Å q r ( . r « Ñ ? /
\
¸ ) a F g ` O Û ¼_ t 5 Å q r ç ß É r à º µs s _ ; ¤ s % 3
. F g ` O Û ¼\ _ K Ò q t$ í ) a î r ì ø Í [ þ t s r « Ñ_ ì ø Í
@
/¼ # \ ¸² ú H 1 l x î ß _ õ ¸ · ú : £ ¤$ í ` ¦ ¸ l 0 A
# á Ôo Ó rá Ô(pre-amplifier) Ð p è l ñ\ ¦ 7 £ x; ¤ ô Ç
6 £ § ¸z ´ ÐÛ ¼ ïá Ô(oscilloscope) Ð ' a8 £ ¤ > ) a . ¸z ´
ÐÛ ¼ ïá Ô © \ " f 0 A Ð ¾ Óô Ç õ ¸ · ú : £ ¤$ í ` ¦ Ðs H â Ä
º ª / B N ³ ðÀ Ó(hole drift)\ ¦ _ p 9, A A á ¤{ 9 â Ä º
³
ðÀ Ó(electron drift)\ ¦ _ p ô Ç . 7 £ x Ã Ì ) a GeSe
2:In ~ Ã Ì} õ
200, 300, 400
◦C Ð 10ì r 1 l x î ß / B N l Ð 5 Å q \ " f \ P
%
o ô Ç GeSe
2:In ~ Ã Ì} ` ¦ @ / © Ü ¼ Ð 8 £ ¤& ñ % i .
III. + s ÇÊ Ý õ m Í w ² o
> ~ ½ ÓØ ¦ Å Ò & ³p â ` ¦ s 6 x # 8 £ ¤& ñ ) a GeSe
2:In ~ Ã Ì} ` ¦ ' a ¹ 1 Ïô Ç õ L : F M ô Ç ³ ð © õ é ß ©
`
¦ % 3 ` ¦ Ã º e % 3 Ü ¼ 9, Õ ª ¿ ºa H 0.8 µm Ð 8 £ ¤& ñ ÷ &
%
3 . ¢ ¸ \ -t ì r í ß X- ì r$ 3 l \ ¦ s 6 x # 7 £ x Ã Ì ) a GeSe
2:In ~ Ã Ì} _ o < Æ| ¾ Ó : r& h ¸$ í q \ ¦ 8 £ ¤& ñ ô Ç õ Ge : Se : In = 35.60 : 61.96 : 2.44 s % 3 Ü ¼ 9, q §& h ç H{ 9 ô
Ç $ í ì r q Ð ¸$ í ÷ &% 3 . ¢ ¸ VI 7 á ¤ _ Ses s ` ´ ú § É r ª Ü
¼ Ð ¸$ í ÷ &# Q e l M :ë H \ , { 9 ì ø Í& h º ú ï> s × ¼ ì ø Í
Fig. 1. (Color online) X-ray diffraction patterns of the as-deposited sample (a), and the samples annealed at 200
◦C (b), 300
◦C (c), 400
◦C (d) for 10 min in vacuum.
Asterisk (∗) correspond to In
2O
3(222), In
2O
3(400), and In
2O
3(440).
¸^ \ " fü < ° ú s p-+ þ A ¸\ ¦ · p [26]. Fig. 1\ GeSe
2:In ~ Ã Ì} _ X- r] X Û ¼& 7 à Ô! 3 [ þ t` ¦ ? /% 3 .
8
£ ¤& ñ ) a X- r] X Û ¼& 7 à Ô! 3 \ è ß x ß ¼(peak)\ @ / ô
Ç t à º(h, k, l) ° ú כ` ¦ & ñ l 0 AK ¶ ú ½ Ó © à º, ç ß o
, t à º s _ ' a > \ @ /ô Ç 6 £ § d (1) õ ½ ¨ ¸
èY > Z O g Ë : [27]` ¦ 6 x # > í ß % i .
1
d
2= h
2a
2+ k
2b
2+ l
2c
2(1)
>
í ß ô Ç ç ß o _ ° ú כs GeSe
2é ß & ñ ` ¦ 8 £ ¤& ñ ô Ç ì r ´ ú X- r] X > _ ç ß o ° ú כ [28]õ ¸ ú { 9 u % i . Fig.
1 \ " f 8 £ ¤& ñ ) a GeSe
2:In ~ Ã Ì} (a)õ 200
◦C Ð \ P % o ô Ç r
«
Ñ (b)\ " f è ß 30.4
oH % , 35.1
oH % , 50.9
oH % _
r] X x ß ¼[ þ t É r ITO \ ' aº ) a x ß ¼[ þ t s . 300
◦C Ð
\ P
% o ô Ç r « Ñ (c)\ " f H 14.8
oH % \ " f (020) \ @ / ô
Ç r] X x ß ¼ l r 9, ITO\ ' aº ) a 30.4
oH % \ " f_ r] X x ß ¼ ç ß y è % i . 400
◦C Ð \ P
%
o ô Ç r « Ñ (d)\ " f H 2θ 14.8
oH % \ " f (020) õ 24.5
oH % \ " f (200) \ @ /ô Ç 2> h_ y © ô Ç r] X x ß ¼
z ` ¦ ^ ¦ Ã º e . ¢ ¸ É r É r r] X x ß ¼ 7 £ ¤ 2θ 28.5
oH % \ " f (212), 29.5
oH % \ " f (220), 37.6
oH %
\
" f (126), 49.4
oH % \ " f (019) \ @ /ô Ç r] X x ß ¼
z ` ¦ ^ ¦ Ã º e . X- r] X Û ¼& 7 à Ô! 3 Ü ¼ ÐÂ Ò' S X
ô Ç õ 7 £ x Ã Ì ) a GeSe
2:In ~ Ã Ì} É r q & ñ | 9 s % 3 Ü ¼ , 400
◦
C Ð \ P % o < Ê\ ~ ½ Ó& ñ > (orthorhombic) ½ ¨ ¸s
¦ ¶ ú ½ Ó © Ã º H a = 7.037 ˚ A, b = 11.826 ˚ A, c = 16.821 ˚ A
Ð z ¤ . s ° ú כ É r G. Dittmar 1 p x [14] õ JCPDS [28]\
· p GeSe
2\ @ /ô Ç a = 7.016 ˚ A, b = 11.831 ˚ A, c =
Fig. 2. SEM images for the sample surfaces of the as- deposited sample (a), and the samples annealed at 200
◦
C (b), 300
◦C (c), 400
◦C (d) for 10 min in vacuum.
Fig. 3. (Color online) Photon energy vs. (αhν)
2for the as-deposited sample (a), and the samples annealed at 200
◦
C (b), 300
◦C (c), 400
◦C (d) for 10 min in vacuum.
16.796 ˚ A _ ° ú כõ ¸ ú { 9 u < Ê` ¦ · ú Ã º e . 400
◦C Ð \ P
%
o ô Ç GeSe
2:In ~ Ã Ì} É r (020) õ (200) ~ ½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð $ í © ) a
& ñ (poly-crystalline) + þ AI _ GeSe
2:In כ Ü ¼ Ð Ò q t y
) a .
Figure 2(a) H 7 £ x Ã Ì ) a GeSe
2:In ~ Ã Ì} _ > ~ ½ ÓØ ¦ Å Ò
& ³p â ³ ð + þ A © ` ¦ · p Õ ªa Ë >s . r « Ñ_ ³ ð
\ " f { 9 [ þ t s Ó ü æ 2 ; Ó o © _ 6 £ x ) a ½ ¨ ¸\ ¦ ¦ e .
Fig. 2(b) H 200
◦C Ð \ P % o ô Ç r « Ñ_ ³ ð + þ A © ` ¦
? / H Õ ªa Ë >Ü ¼ Ð \ P % o t · ú § É r r « Ñü < ² ú o r « Ñ_
³
ð + þ A © x 9 } 9 l ¦Ø Ôt 3 l w ô Ç ì r í Ð 90 ∼ 100 nm ß ¼l \ ¦ Ó ü t ~ ½ ÓÖ ¦ ¸ ª (water-drop shaped)_ Ó o
© { 9 [ þ t s V , o ( 4 R ³ ð \ ê ø Í > $ í © 9, 300
◦
C \ P % o ô Ç r « Ñ_ ³ ð (c)\ " f H Ó o © { 9 [ þ t s Ô ¦ç H { 9
> [ O # 20 ∼ 100 nm ß ¼l _ $ 3 (island) ½ ¨ ¸\ ¦
¦ e 6 £ §` ¦ · ú Ã º e . 400
◦C Ð \ P % o ô Ç â Ä º (d) H
40 ∼ 80 nm ß ¼l _ $ 3 ½ ¨ ¸ Ð S X í ß ] jô Ç ) a(diffusion limited) $ í © ` ¦ % i 6 £ §` ¦ · ú Ã º e . 300 Ò Ð \ P % o ô Ç r
« Ñ\ q K ³ ð } 9 l H Z > Ð s \ O Ü ¼ 9, { 9 [ þ t _
â > H " î S X > ½ ¨ì r ÷ &# Q4 R & ñ $ í õ ³ ð + þ AI
a
% ~ & 6 £ §` ¦ ^ ¦ Ã º e . " f XRD x 9 FESEM ì r$ 3 Ü ¼
ÐÂ Ò' 400
◦C Ð \ P % o ½ + É â Ä º & ñ $ í õ ³ ð + þ AI
a
% ~ É r GeSe
2:In ~ Ã Ì} ` ¦ $ í © r ~ ´ Ã º e 6 £ §` ¦ · ú Ã º e % 3 .
7
£
x Ã Ì ) a GeSe
2:In ~ Ã Ì} õ 200
◦C ∼ 400
◦C t \ P % o ô Ç r
« Ñ[ þ t \ @ / # z ´ : r \ " f F gf ¨ Ã º Û ¼& 7 à Ô! 3 ` ¦ 8 £ ¤& ñ % i
. ¸ H r « Ñ_ F gf ¨ Ã º Û ¼& 7 à Ô! 3 É r 550 nm H % \ " f / å L
ô Ç F gf ¨ Ã º_ 7 £ x \ ¦ ' a8 £ ¤ % i . s / å L ô Ç 7 £ x H f ] X
s \ -t { ½ ¨ ¸\ ¦ ì ø Í ¸^ _ l í f ¨ à ºé ß \
"
f F gf ¨ Ã º\ _ ô Ç כ { 9 Ã º e [29]. F gf ¨ Ã º > Ã º ± H l
í f ¨ à ºé ß H % F gf ¨ à º Û ¼& 7 à Ô! 3 [ þ t РÒ' > í ß ½ + É Ã º e
¦, { 9 F g ª \ -t hν_ < ÊÃ º ÐÂ Ò' ? /# Q
. Fig. 3 É r F gf ¨ Ã º > Ã º_ ] jY L õ { 9 F g \ -t s _
' a > \ ¦ · p כ s . f ] X s { 9 M : F gf ¨ à º > à ºü <
{ 9
F g \ -t s _ ' a > H 6 £ § d (2)ü < ° ú [24].
(αhν)
2∼ (hν − E
g) (2)
#
l " f, h H Planck © Ã ºs ¦, ν H { 9 F g ª _ 1
l
x à ºs . F g < Æ& h \ -t ç ß É r (E
g) É r Fig. 3 \
· p ü < ° ú s (αhν)
2=0 \ @ /ô Ç ¸³ ð_ f ` ¦ ü @¶ ú
< ÊÜ ¼ Ð" f % 3 H . f ] X F g s H s Õ ªa Ë >\ " f f \ _ K
S X ÷ & ¦, 7 £ x Ã Ì ) a GeSe
2:In ~ Ã Ì} õ \ P % o ô Ç ~ Ã Ì} [ þ t _
F g < Æ& h { ç ß É r 2.16 eV ∼ 2.41 eV t % i .
s
° ú כ[ þ t É r É r IV-VI
2+ þ A s " é ¶ o½ + ËÓ ü t ì ø Í ¸^ [30] õ q
§ | ¨ c à º e ¦, é ß & ñ GeSe
2_ \ -t { ç ß õ { 9 u ô Ç
[30].
Figure 4(A) H 7 £ x Ã Ì ) a GeSe
2:In ~ Ã Ì} õ 200
◦C ∼ 400
◦
C Ð \ P % o ô Ç r « Ñ\ s # QÛ ¼ · ú (bias voltage)` ¦
% 3 ` ¦ M :_ F g Ä »l ~ ½ Ó : £ ¤$ í ` ¦ · p ¸z ´ ÐÛ ¼ ïá Ô _
² D G(trace) s . F g ` O Û ¼ í H ç ß & h Ü ¼ Ð r « Ñ_ ³ ð
\
¸ ÷ & GeSe
2:In ³ ð \ " f Ò q t$ í ) a î r ì ø Í H r
«
Ñ\ ¦ Ð| 9 Q" f ì ø Í@ /¼ # _ F G \ ¸² ú l r H r ç
ß \ Á º ' a ô Ç % ò % i (I)õ F g ` O Û ¼ t H í H ç ß _
î r ì ø Í [ þ t s èY > ÷ & H % ò % i (II) Ð ¾ º# Q . % ò % i (II)
\
" f H î r ì ø Í [ þ t s t à º < Êà º& h Ü ¼ Ð y è > ) a
. Å Ò' r ç ß (transit time) É r r ç ß \ É r · ú _ o Ö
¦ s l r ½ + ÉM : t _ r ç ß Ü ¼ Ð & ñ _ ÷ &Ù ¼ Ð s
\
¦ & ñ S X > & ñ l 0 A # r ç ß \ É r · ú _ o Ö
¦ (dV /dt)` ¦ · ú ô Ç [31]. Fig. 4(B) H Fig. 4(A)\ ¦ p
ì r # · p כ Ü ¼ Ð" f x» ¡ ¤ Ü ¼ Ð · p r ç ß _ l ï r
É
r F g F G Ü ¼ Ð Ò q t$ í ) a î r ì ø Í \ _ K + þ A$ í ÷ & H í l
0 A þ j@ / r & h Ü ¼ Ð % i Ü ¼ 9, ì ø Í@ /¼ # F G Ü ¼ Ð
Fig. 4. (A) Oscilloscope trace of the photoexcited carrier and (B) dV /dt vs. time for the as-deposited sample (a), and the samples annealed at 200
◦C (b), 300
◦C (c), 400
◦
C (d) for 10 min in vacuum.
s
1 l x # » ¡ ¤& h ) a î r ì ø Í [ þ t Ð ô Ç dV /dt ¿ º× ¼ Q t
> l r ½ + É M : t _ r ç ß ` ¦ Å Ò' r ç ß Ü ¼ Ð
%
i . 7 £ x Ã Ì ) a GeSe
2:In ~ Ã Ì} õ 200
◦C ∼ 400
◦C t \ P
%
o ô Ç r « Ñ[ þ t _ Å Ò' r ç ß É r 42 µs ∼ 95 µs t % i
. ¢ ¸ô Ç ³ ðÀ Ós 1 l x ¸ü < î r ì ø Í 0 l x ¸ H Ó ü t o & h ¸ 4
S qõ Batra 1 p x [32] _ s : r` ¦ s 6 x # > í ß ½ + É Ã º e Ü ¼ 9, î r ì ø Í _ Å Ò' r ç ß t
Tü < # Qï r · ú s _ ' a
>
H
t
T= dD
µV (3)
s
¦, # l " f d H r « Ñ_ ¿ ºa , D H ¿ º F G(top and bottom electrodes) s _ o , µ H ³ ðÀ Ós 1 l x ¸ Õ ªo
¦ V H # Qï r · ú s . r ç ß \ @ /ô Ç dV /dt_ Õ ªA á Ô
ÐÂ Ò' 8 £ ¤& ñ ) a t
Tü < d (3)Ü ¼ РÒ' ¿ ºa 0.8 µm 7 £ x à Ì
)
a GeSe
2:In õ 200, 300, 400
◦C Ð \ P % o ) a ~ Ã Ì} \ @ /
Table 1. Calculated values of drift mobility and carrier concentration for the GeSe
2:In thin films.
Film status Drift mobility Carrier concentration ( × 10
−4cm
2/Vs ) ( × 10
20/cm
3) as-deposited ∼ 51.0 22.0
200
◦C ∼ 3.3 3.0
300
◦C ∼ 0.7 7.1
400
◦C ∼ 1.4 3.8
#
³ ðÀ Ó ª / B N s 1 l x ¸ü < î r ì ø Í 0 l x ¸ H Table 1 \
? /% 3 . ³ ðÀ Ó ª / B N s 1 l x ¸ H G. I. Kim 1 p x [33] s Ð ¦ô Ç Ge
xSe
1− x ~ Ã Ì} _ ° ú כõ H q §÷ & , G. I. Kim 1 p x [34] s Ge
xSe
1− x é ß & ñ \ @ /K " f Ð ¦ ) a õ ü < ¸ ú { 9 u ô Ç
. î r ì ø Í 0 l x ¸ H L. A. Wahab 1 p x [35] s Ð ¦ô Ç q
&
ñ | 9 GeSe
2~ Ã Ì} _ õ ü < q §& h ¸ ú { 9 u ô Ç . # l " f
î r ì ø Í 0 l x ¸_ > í ß [32] É r n(d, t) = (κ/4πqµ)t
−1` ¦ s
6 x % i Ü ¼ 9, κ H Ä » © Ã º Ð" f é ß & ñ _ Ä » © Ã º ° ú כ
9.5` ¦ 2 [ # > í ß % i [30]. 7 £ x Ã Ì ) a GeSe
2:In ~ Ã Ì} õ
200, 300, 400
◦C Ð \ P % o ) a ~ à Ì} É r à ºf ¼ # ¾ Ós 0 A A
á
¤ Ü ¼ Ð ¾ Ó l M :ë H \ ª / B N ³ ðÀ Ós ¦ p-+ þ A ¸s . s
H Ref. [26] \ " f VI7 á ¤ _ Se s s ` ´ ú § É r ª Ü ¼ Ð º ú ï
>
s × ¼ ì ø Í ¸^ \ " f H { 9 ì ø Í& h Ü ¼ Ð p-+ þ A ¸\ ¦ ? /
H כ õ { 9 u ô Ç . ¢ ¸ \ P % o : r ¸\ ¦ 7 £ x < Ê\ Å Ò '
r ç ß É r 300
◦C t H 7 £ x 400
◦C \ " f H y è
% i Ü ¼ , ³ ðÀ Ós 1 l x ¸ü < î r ì ø Í 0 l x ¸ H 300
◦C t
H y è 400
◦C \ " f H 7 £ x % i .
IV. + s Ç Â ] Ø
/ B N7 £ x à ÌZ O Ü ¼ Ð ITO l ó ø Í 0 A\ GeSe
2:In ~ Ã Ì} ` ¦ ] j
# / B N l Ð 5 Å q \ " f 10ì r 1 l x î ß 200
◦C ∼ 400
◦C t
\ P % o ô Ç Ê ê X- r] X , ì rF g F g ¸> , > ~ ½ ÓØ ¦ Å Ò
& ³p â z ´+ « > Õ ªo ¦ F g Ä »l ~ ½ Ó : £ ¤$ í ` ¦ ¸ ô
Ç õ H 6 £ § õ ° ú s כ ¹ ½ + É Ã º e . X- r] X z ´+ « >
õ \ _ ¶ ú ½ Ó © Ã º H a = 7.037 ˚ A, b = 11.826 ˚ Ac
= 16.821 ˚ A ~ ½ Ó& ñ > ½ ¨ ¸s 9, \ P % o : r ¸\ ¦ 7 £ x < Ê\
14.8
oH % \ " f (020)ü < 24.5
oH % \ " f (200)_ ¿ º
~
½ Ó ¾ ÓÜ ¼ Ð × þ & h Ü ¼ Ð $ í © H d` ¦ · ú Ã º e % 3 . > ~ ½ ÓØ ¦ Å
Ò & ³p â z ´+ « >\ " f H \ P % o : r ¸\ ¦ 7 £ x < Ê\
{ 9 > ß ¼l y è " f & ñ o÷ & H כ Ü ¼ Ð z
¤ . z ´ : r \ " f 8 £ ¤& ñ ) a F g < Æ& h \ -t { ç ß É r 7 £ x à Ì
)
a GeSe
2:In ~ Ã Ì} õ \ P % o ô Ç r « Ñ\ @ / # 2.16 eV ∼ 2.41 eV t % i . F g Ä »l ~ ½ Ó : £ ¤$ í z ´+ « >Ü ¼ ÐÂ Ò' 7
£
x Ã Ì ) a GeSe
2:In ~ à Ì} õ \ P % o ô Ç r « Ñ H ª / B N ³ ðÀ Ós % 3
¦, Å Ò' r ç ß ` ¦ 8 £ ¤& ñ ½ + É Ã º e % 3 . ¢ ¸ô Ç ³ ðÀ Ós 1 l x ¸ü <
î r ì ø Í 0 l x ¸\ ¦ > í ß ½ + É Ã º e % 3 . Õ ª ° ú כ É r µ
h∼ 5.1 × 10
−3cm
2/Vs, 2.2 × 10
21/cm
3, 42 µs (7 £ x Ã Ì ) a Ê ê), µ
h∼ 3.3 × 10
−4cm
2/Vs, 3.0 × 10
20/cm
3, 48 µs (200
◦C), µ
h∼ 7.0 × 10
−5cm
2/Vs, 7.1 × 10
20/cm
3, 95 µs (300
◦C), µ
h∼ 1.4 × 10
−4cm
2/Vs, 3.8 × 10
20/cm
3, 90 µs (400
◦