β-In 2 Se 3 U c lT c l8 ý < gX c l õ m Í ö n ÚP X ì Ä — ¤V R Ë

β-In 2 Se 3 U c lT c l8 ý < gX c l õ m Í ö n ÚP X ì Ä — ¤V R Ë

T

+ ä ® £ ^∗ · T  ø ¶ B%
 · ¼ ÿ ›( å † ~ x ·  ™ »g ` @¬ £ ·  ™ »Z Ì ‡ Ú

 â

 © œ@ /† < Ɠ §  ƒ  õ † < Æ@ /† < Æ Ó ü t o † < Æõ  x 9  l œ íõ † < ƃ  ½ ¨™ è, ”  Å Ò 660-701 (2007¸   11 Z 4 9{ 9  ~ à Î6 £ §, þ j7 á x‘ : r 2008¸   1 Z 4 3{ 9  ~ à Î6 £ §)

”

 / B N7 £ x ‚ Ã Ì Z O Ü ¼– Ð β-In

2

Se

3

~ à Ì} Œ •`  ¦ ITO (indium-tin-oxide) Ä »o  l ó ø Í 0 A\  ] j Œ • % i  .   & ñ  o  H 7

£

x ‚ Ã Ì  ) a ~ à Ì} Œ •[ þ t`  ¦ | 9 ™ è ì  r 0 Al _  „  l – Ð\ " f \ P % ƒo † < ÊÜ ¼– Ð" f s Ò  ¦ à º e ” % 3  . X-‚    r] X  ì  r$ 3 \  _ 

# Œ 7 £ x ‚ Ã Ì  ) a ~ à Ì} Œ •_      © œÃ º  H a=7.1 ˚ A ü < c=19.25 ˚ A – Ð" f ¹ ¢ ¤ ~ ½ Ó& ñ > “   F K5 Å q º ú ˜ ï> 
s × ¼ (metal chalcogenide) ½ ¨› ¸s % 3 “ ¦, \ P % ƒo  “ : r • ¸\  ¦ 7 £ x † < Ê\     (0 0 6) ~ ½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– Ð ‚  × þ ˜& h Ü ¼– Ð $ í  © œ H † d`  ¦ · ú ˜ Ã

º e ” % 3  . \ P % ƒo  “ : r • ¸\  ¦ 7 £ x r ( ” \     { 9 >  ß ¼l  & h   & t “ ¦ 8 £ x ½ ¨› ¸– Ð   & ñ  o ÷ &% 3  . 7 £ x

‚ Ã

Ì  ) a β-In

2

Se

3

~ à Ì} Œ •\  @ / # Œ z  ´“ : r \ " f 8 £ ¤& ñ ô  Ç F  g † < Æ& h “   \  -t  {  ç ß –  “ É r 1.65 eV s % 3 “ ¦, \ P % ƒ o

 “ : r • ¸ 7 £ x † < Ê\     {  ç ß –  • ¸ y Œ ™™ è % i Ü ¼ 9 300

^◦

C \ " f \ P % ƒo   ) a ~ à Ì} Œ •_  F  g † < Æ& h  \  -t  {  ç

ß –  “ É r €  • 1.52 eVs % 3  . β-In

2

Se

3

~ à Ì} Œ • ? /_  „   î  r ì ø Í [ þ t _  1 l x% i † < Æ& h   1 l x`  ¦ F  g Ä »l  ~ ½ ӄ   : £ ¤$ í (PIDC:photoinduced discharge characteristics) ~ ½ ÓZ O Ü ¼– Ð › ¸  % i  .

PACS numbers: 68.55.-a, 78.20.-e

Keywords: β-In

2

Se

3

~ à Ì} Œ •, \ P % ƒo  ´ òõ , \  -t  {  ç ß –  , F  g Ä »l  ~ ½ ӄ   : £ ¤$ í

I. " e  ] Ø

8

£

x ½ ¨› ¸ (layered structure)– Ð  ) a ì ø ͕ ¸^ ‰[ þ t“ É r I € ª œ \ 



-t    ¨ 8 Š`  ¦ 0 Aô  Ç þ j& h  % ò % i _  \  -t  {  ç ß –  õ  Z  }“ É r f

 ¨ à º> à º M :ë  H \  F  g l „  $ í (photovoltaic) x 9  F  g„  l  o† < Æ (photoelectrochemical) F « і Ð" f ´ ú §“ É r › ' a d ” `  ¦ = å J “ ¦ e ”  .

s

 ì ø ͕ ¸^ ‰[ þ t î  r X <" f A

2III

B

3V I

(A

^III

= Ga, In, Tl õ  B

^{V I}

= S, Se, Te)+ þ A_   o½ + ËÓ ü t ì ø ͕ ¸^ ‰“   β-In

2

Se

3

  H þ j   H

´ ú

§“ É r ƒ  ½ ¨[ þ t _  @ / © œs  ÷ &# Q M ® o   [1–4]. III-VI7 á ¤  o½ + ËÓ ü t ì

ø ͕ ¸^ ‰  H  € ª œô  Ç F  g † < Æ& h , „  l & h  x 9  ½ ¨› ¸& h  : £ ¤$ í `  ¦ t m 

“

¦ e ” # Q ' ‘ ÷ &  H " é ¶ ™ è_  7 á x À Óü < Õ ª € ª œ\     \  -t  {  ç

ß –  `  ¦ e ” _ – Ð › ¸] X ½ + É Ã º e ” “ ¦, n+ þ Aõ  p+ þ A — ¸¿ º_  ] j Œ • s

 0 p x ½ + É ÷  r ë ß –  m     & ñ ½ ¨› ¸ { 9 ~ ½ Ós      (noncu- bic) ½ ¨› ¸s Ù ¼– Ð 4 Ÿ ¤Ï ã J] X `  ¦ { 9 Ü ¼v  9 q ‚  + þ A& h “   F  g ç ß –[ O 

›

¸ Œ •`  ¦ ½ + É Ã º e ”  .  8½ ¨
 s   o½ + ËÓ ü t[ þ t“ É r @ / Òì  r 8 £ x ½ ¨

›

¸– Ð   & ñ  o  9 / B N Ä »  ½ + Ë`  ¦ s À Òl  M :ë  H \  [5], r  F  g

‚

  x 9  & h ü @‚   % ò % i \ " f  H q ‚  + þ A > à º\  ¦ t   H q ‚  + þ A F 

g † < ÆÓ ü t| 9  [6], I € ª œ„  t  [7], & h ü @‚    Ž t ™ è  [8], B j— ¸o  Û

¼0 Ag A (memory switching) [9] 1 p x _  F  g„  ™ è  (optoelec- tronic devices) Õ ªo “ ¦ o ½ ¢ §- “ ¦^ ‰ » ¡ ¤„  t  (Li-solid state batteries) [10] – Ð_  6 £ x6   x \  ´ ú §“ É r 0 p x$ í `  ¦ t “ ¦ e ” # Q $ í



© œ x 9  Ó ü t$ í \  @ /ô  Ç ƒ  ½ ¨  Ö ¸ µ 1 Ïy  s À Ò# Q4 R š ¸“ ¦ e ”  .

∗

E-mail: [email protected]

s

 Qô  Ç F K5 Å q º ú ˜ ï> 
s × ¼ (metal chalcogenide) ½ ¨› ¸_ 



o½ + ËÓ ü t \  @ /K " f  H Hahn õ  Klinger [11] þ jœ í– Ð   & ñ

$ í

 © œ x 9  ½ ¨› ¸\  @ /ô  Ç ƒ  ½ ¨\  ¦ r  Œ •ô  Ç s A  De Blasi 1 p x [12] _  „  l & h  : £ ¤$ í ƒ  ½ ¨ ˜ Г ¦÷ &“ ¦ e ”  . ¢ ¸ é ß –  & ñ $ í



© œ\  _  # Œ III-VI7 á ¤  o½ + ËÓ ü t ì ø ͕ ¸^ ‰ î  r X <" f InSe  H ƒ   5

Å

q Ü ¼– Ð [ j 8 £ x s  Á ú ¢# Œe ”   H γ-4 Ÿ ¤ ½ + Ë+ þ A (polytype)õ  0 p x€  ^ ‰ (rhombohedral) ½ ¨› ¸ (/ B N ç ß –ç  H R3m, C

3V5

, 0 p x€  ^ ‰ [ jŸ í (cell) \ " f  H Z=2 ì  r  [ þ t, ¹ ¢ ¤ ~ ½ Ó& ñ >  (hexagonal) [ jŸ í\ 

"

f  H Z=6 ì  r  [ þ t)\  ¦ t  9 8 £ x[ þ t“ É r ô  Ç > h_  In " é ¶  \  ° ú  

“ É

r 0 Au – Ð  ) a [ j > h_  Se " é ¶  [ þ t – Ð Se-In-In-Se_  · û ª“ É r ó ø Í

`

 ¦ ½ ¨$ í “ ¦, In-In / B N Ä »  ½ + Ë[ þ t“ É r 8 £ x[ þ t \  à ºf ” ô  Ç ~ ½ ӆ ¾ Ó`  ¦

° ú

  H  כ Ü ¼– Ð ˜ Г ¦÷ &“ ¦ e ”   [13]. ¢ ¸ô  Ç 8 £ x ½ ¨› ¸– Ð  ) a Ó ü t| 9 

\

" f  o† < Æ& h “     ½ + ˓ É r ³ ð€  s  f  ¨ ‚ à Ìõ  › ' aº   # Œ q   Ö ¸$ í (inert) s “ ¦ ± ú “ É r ³ ð€   © œI  x 9 • ¸\  ¦ t Ù ¼– Ð 8 £ x  s _    

½

+ Ë[ þ t (interlayer bonds) s  é ß –{ 9  8 £ x (single layer) ? /_    ½ + Ë

˜

Ð  €  •    H : £ ¤f ç `  ¦ t >   ) a   [14]. Õ ªo  # Œ F  g † < Æ

&

h

 ] X 8 ú ¤ (optical contact)“ É r 8 £ x Ü ¼– Ð  ) a s    : £ ¤$ í \  _  

#

Œ ~ 1 >  s Ò  ¦ à º e ”  . Bakumenko 1 p x [15] õ  Aver’yanova 1

p x [16]“ É r F  g † < Æ& h  ] X 8 ú ¤ \  _ K " f p-GaSe/n-InSe s 7 á x] X ½ + Ë (heterojunction)`  ¦ + þ A$ í # Œ M ® o  . Segura 1 p x [6]“ É r ITO (indium-tin-oxide)/p-InSe I € ª œ„  t \  ¦ ] j Œ • # Œ ` ‚ r– Ð

„

 À Ó (short-circuit current) 25 mA/cm

²

s  © œe ” `  ¦ ˜ Ð

“

¦ % i  . ¢ ¸ þ j   H \   H Cu(In, Ga)Se

2

(CIGS) I € ª œ„  t 

\

" f a-e7 á ¤  o½ + ËÓ ü t ì ø ͕ ¸^ ‰“   CdS ˜ Ð  \  -t  {  ç ß –

-14-

 

s  ± ú “ ¦,  8 a % ~“ É r    & ñ ½ + Ë (lattice match)`  ¦ ° ú l  M : ë

 H \ , CIGS/InSe >   H / B N& ñ õ & ñ `  ¦ é ß –í  H  o½ + É Ã º e ” Ü ¼ 9 ]

j Œ •q 6   x`  ¦ ×  ¦{ 9  à º e ”   [17]. s ü < ° ú  s  III-VI7 á ¤  o½ + Ë Ó

ü

t ì ø ͕ ¸^ ‰_  Ó ü t$ í “ É r › ¸$ í q \     ß ¼>  % ò † ¾ Ó`  ¦ ~ à Γ ¦, I 7

á ¤ " é ¶ ™ è_  ' ‘ – РÒ'  II-VI7 á ¤  o½ + ËÓ ü t ì ø ͕ ¸^ ‰\ " f % 3 `  ¦ Ã

º \ O   H D h\  v “ ¦ < É ª p – Ðî  r Ó ü t$ í `  ¦ % 3 `  ¦ à º e ” `  ¦  כ Ü ¼– Ð l

@ /  ) a  . Õ ª Q
 ç  H{ 9 ô  Ç › ¸$ í `  ¦ ° ú   H € ª œ| 9 _  é ß –  & ñ $ í



© œ 1 p x \  › ' a ô  Ç ƒ  ½ ¨  H ´ ú §s  e ” % 3 Ü ¼
, ~ à Ì} Œ •\  @ /ô  Ç ƒ  ½ ¨



 H # Œ Q t   © œ (phase)[ þ t s 
 
Ù ¼– Ð > 5 Å q& h “   ƒ  ½ ¨

 s À Ò# Qt t  3 l w “ ¦ e ”  , þ j   H \   o† < Æ 6   xÓ  o 7 £ x ‚ Ã Ì (CBD:chemical bath deposition) [18], Ä »l  F K5 Å q  o† < Æ l 



© œ 7 £ x ‚ Ã Ì (MOCVD:metal orgnic chemical vapor deposi- tion) [19], " é ¶   8 £ x 7 £ x ‚ Ã Ì (ALD:atomic layer deposition) [20], ì  r  ‚   \ x × þ ˜r  (MBE:molecular beam epitaxy) [21], ”  / B N 7 £ x ‚ Ã Ì (vacuum evaporation) Z O  [22] 1 p x Ü ¼– Ð β- In

₂

Se

₃

_  ~ à Ì} Œ •`  ¦ ] j Œ • # Œ F  g † < Æ& h  : £ ¤$ í \  @ /ô  Ç ƒ  ½ ¨  H

 Ö

¸ µ 1 Ïy  s À Ò# Qt “ ¦ e ” t ë ß –, Õ ª s ü @_  Ó ü t$ í õ  6 £ x6   x \  › ' a ô

 Ç ƒ  ½ ¨  H Z > – Ð \ O  .   " f  f ” • ¸ ² D G ? /ü @& h Ü ¼– Ð ƒ  ½ ¨

 Ö

¸1 l x s   Ҕ  ô  Ç b-e7 á ¤  o½ + ËÓ ü t ì ø ͕ ¸^ ‰“   β-In

2

Se

3

~ à Ì} Œ •

`

 ¦ ”  / B N7 £ x ‚ Ã Ì Z O Ü ¼– Ð ] j Œ • “ ¦ | 9 ™ è ì  r 0 Al  \ " f_  \ P % ƒ o

 “ : r • ¸\    É r ½ ¨› ¸& h , F  g † < Æ& h  : £ ¤$ í õ  F  g Ä »l  ~ ½ ӄ   : £ ¤$ í [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. β-In

2

Se

3

U c lT c l8 ý < g º

β-In

2

Se

3

~ à Ì} Œ •`  ¦ ] j Œ • l  0 A # Œ  o† < Æ| ¾ ӏ : r& h Ü ¼– Ð ç  H { 9

ô  Ç › ¸$ í `  ¦ t   H β-In

2

Se

3

é # Qo  (bulk)\  ¦ à º¨ î „  l 

–

Ð\ " f ½ + Ë$ í l  0 A # Œ €  $  “ ¦ í  H • ¸ (99.999 %)_  Inõ  Se`  ¦ › ¸$ í q – 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

⁻⁶

Torr _  ”   /

B

N • ¸\ " f 4 Ÿ x{ 9  % i  .  6 £ § é ß –>   H $  [ þ t s  Cd

²

GeSe

4

é

ß –  & ñ `  ¦ $ í  © œô  Ç ~ ½ ÓZ O  [25]@ /– Ð r ' Ÿ  % i  . ] j› ¸  ) a β- In

2

Se

3

é # Qo \  ¦ ”  / B N7 £ x ‚ Ã Ì  © œu  (Edward E 306A)? /\ 



© œ‚ Ã Ì “ ¦ €  • 1 × 10

⁻⁶

Torr _  ”  / B N \ " f ITO Ä »o  l ó ø Í

\

 7 £ x ‚ Ã Ì % i  . ITO l ó ø Í`  ¦ [ j' ‘  6   xÓ  o ? /\  { Œ ™   H Ê ê 7 £ x À

Óà º– Ð '  ½ ¨# Q œ í6 £ §   [ j' ‘ l \ " f  [ j— : r (acetone) Ü ¼– Ð [

j' ‘  “ ¦  r  7 £ x À Óà 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  €  • 2.5 g _  β-In

²

Se

3

é # Qo \  ¦  Û ¼Ö ¿ (basket) + þ AI _  [ j  b ”

 (ceramic)`  ¦ { 9 ˜ 2 ³ % û 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 (  Ü ¼ 9 7 £ x ‚ à Ì\  ™ èכ ¹  ) a r ç ß –

“ É

r \ V\ P `  ¦ Ÿ í† < Ê # Œ 30ì  r ? /ü @– Ð % i “ ¦, 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 | 9 ™ è Û ¼\  ¦ f  Ë o €  " f 30ì  r 1 l x î

ß – „  l – Ð 5 Å q \ " f 100

^◦

C ∼ 400

^◦

C  t  \ P % ƒo \  ¦ r  '

Ÿ  % i  . \ P % ƒo  “ : r • ¸\  ¦ 7 £ x † < Ê\     r « э  H € Œ ™ rÒ  o (dark gray) Ü ¼– Ð & h & h     % i  . 7 £ x ‚ Ã Ì  ) a β-In

2

Se

3

~ à Ì} Œ • _

 ¿ ºa ü < ³ ð€  + þ A © œ“ É r Å Ò  „    ‰ & ³p  â (SEM:scanning electron microscope, JSM-6400) Ü ¼– Ð 8 £ ¤& ñ % i Ü ¼ 9,  o† < Æ

|

¾ ӏ : r& h “   › ¸$ í q   H Å Ò  „    ‰ & ³p  â \   ҂ Ã Ì  ) a \  -t  ì

 r í ß – X-‚   ì  r$ 3 l  (EDX:energy dispersive X-ray analy- sis) – Ð 8 £ ¤& ñ % i  . ¢ ¸ 7 £ x ‚ Ã Ì  ) a ~ à Ì} Œ •_    & ñ ½ ¨› ¸  H X-‚    r ] X

>  (XRD:X-ray diffractometer, Siemens D5005)\  ¦ s  6

 

x # Œ › ¸  % i “ ¦,  6   x ) a X-‚  _    © œ“ É r 1.5418 ˚ A s 

%

3  . Å Ò  % ò % i “ É r 2θ\  ¦ 20

^◦

∼ 50

^◦

 s – Ð % i  . UV- Vis-NIR (ultraviolet-visible-near infrared) ì  rF  g F  g • ¸>  (spectrophotometer, Shimadzu MPS-5000)\  ¦ s 6   x # Œ z 

´“ : r \ " f F  gf  ¨ à º\  ¦ 8 £ ¤& ñ # Œ F  g † < Æ& h “   \  -t  {  ç ß –

 

`  ¦ % 3 % 3  . „   î  r ì ø Í _  + þ AI , Å Ò' Ÿ r ç ß –, „   î  r ì ø Í



 0 l x • ¸ Õ ªo “ ¦ s 1 l x • ¸\  ¦ ½ ¨ l  0 A # Œ F  g Ä »l  ~ ½ ӄ   :

£ ¤$ í `  ¦ › ¸  % i  . F  g Ä »l  ~ ½ ӄ   : £ ¤$ í “ É r glass/ITO/β- In

2

Se

3

/ITO/glass _   ± p× ¼0 Au  (sandwitch) + þ AI – Ð r « Ñ

\

 ¦ ½ ¨$ í % i Ü ¼ 9, 8 £ ¤& ñ ½ + É M : ü @ Җ РÒ' _  ¸ ú š6 £ §`  ¦ é ß –

½

+ É 3 l q& h Ü ¼– Ð · ú ˜À Òp ³ o u (Al)  © œ – Ð ü @ Òü < é ß –r (   .

r

« Ñ ³ ð€  \  Å Ò{ 9  ) a F  g ` O Û ¼  H ] j 7 HÏ þ ›á Ô (xenon lamp)_  F 

g " é ¶`  ¦ é ß –5 Å q # Œ % 3 % 3 “ ¦, s \  ¦ ITO } Œ •`  ¦ : Ÿ x # Œ 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  _  ; Ÿ ¤ s % 3  . 7 £ x ‚ Ã Ì  ) a β-In

2

Se

3

~ à Ì} Œ •õ  100

^◦

C ∼ 400

^◦

C – Ð 30ì  r 1 l x î ß – | 9 ™ è ì  r 0 Al _  „  l – Ð\ " f \ P % ƒo  ô

 Ç β-In

₂

Se

₃

~ à Ì} Œ •`  ¦ @ / © œÜ ¼– Ð 8 £ ¤& ñ % i  .

III. + s ÇÊ Ý õ m Í w Š²  o

Å

Ò  „    ‰ & ³p  â `  ¦ s 6   x # Œ 7 £ x ‚ Ã Ì  ) a β-In

2

Se

3

~ à Ì} Œ •

`

 ¦ › ' a ¹ 1 Ïô  Ç   õ  L :  F M ô  Ç ³ ð€   © œõ  é ß –€   © œ`  ¦ % 3 `  ¦ à º e ” % 3  Ü

¼ 9, Õ ª ¿ ºa   H €  • 1 µm– Ð 8 £ ¤& ñ ÷ &% 3  . ¢ ¸ \  -t  ì  r í ß – X-‚   ì  r$ 3 l \  ¦ s 6   x # Œ 7 £ x ‚ Ã Ì  ) a β-In

2

Se

3

~ à Ì} Œ •õ  300

^◦

C

–

Ð \ P % ƒo ô  Ç ~ à Ì} Œ •_   o† < Æ| ¾ ӏ : r& h “   q \  ¦ 8 £ ¤& ñ ô  Ç   õ  y Œ • y

Œ

• In : Se = 55 : 45 ü < In : Se = 63 : 37 – Ð 7 £ x ‚ à Ì÷ &% 3  6

£

§`  ¦ · ú ˜ à º e ” % 3  . Marsillac 1 p x [26]“ É r ”  / B N7 £ x ‚ Ã Ì Z O Ü ¼– Ð 7

£

x ‚ Ã Ì  ) a In

x

Se

1−x

~ à Ì} Œ •[ þ t \ " f Se_  $ í ì  r s  45-60 %s €   p+ þ A „  • ¸\  ¦ 40 % s  s €   n+ þ A „  • ¸\  ¦
  · p “ ¦ ˜ Г ¦

“ ¦ e ”  .

Fig. 1 \  β-In

²

Se

3

~ à Ì} Œ •_  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 (hkl) ° ú כ`  ¦   & ñ l  0 AK      © œ

Fig. 1. X-ray diffraction patterns of as-deposited film(a), β-In

₂

Se

₃

films annealed at (b) 100

^◦

C, (c) 200

^◦

C, (d) 300

^◦

C, (e) 400

^◦

C for 30 min in flowing nitrogen.

Ã

º, €  ç ß –  o , €   t à º  s _  › ' a > \  @ /ô  Ç  6 £ § d ”  (1)õ 

½

¨› ¸“    ™ èY > Z O g Ë : [27]`  ¦  6   x # Œ > í ß – % i  .

1 d

²

= 4

3

h

²

+ hk + k

²

a

²

+ l

²

c

²

(1)

>

í ß –ô  Ç €  ç ß –  o _  ° ú כs  β-In

2

Se

₃

é 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 7 £ x ‚ Ã Ì  ) a β-In

2

Se

3

~ à Ì} Œ • (a)õ  100

^◦

C – Ð \ P % ƒo  ô

 Ç r « Ñ (b)\ " f  H  r] X  x ß ¼\  ¦ ^  ¦ à º \ O % 3 “ ¦, 200

^◦

C – Ð

\ P

% ƒo ô  Ç r « Ñ (c)\ " f  H  r] X  x ß ¼
 
l  r  Œ •  9, 300

^◦

C – Ð \ P % ƒo ô  Ç r « Ñ (d)\ " f  H 2θ  27.8

^◦

  H % ƒ

\

" f ¹ ¢ ¤ ~ ½ Ó& ñ > “   β-In

₂

Se

₃

_  (0 0 6) €  \  @ /ô  Ç  r] X  x ß ¼


 z Œ ™`  ¦ ^  ¦ à º e ”  . | 9 ™ è ì  r 0 Al _  „  l – Ð\ " f 30ì  r 1

l

x î ß – 400

^◦

C – Ð \ P % ƒo ô  Ç r « Ñ (e)\ " f  H (0 0 6) €  \  @ / ô

 Ç  r] X  x ß ¼_  y © œ• ¸ y Œ ™™ è÷ &% 3 Ü ¼ 9,   É r  Œ •“ É r  r] X  x  ß

¼, 7 £ ¤ 2θ  25.1

^◦

  H % ƒ\ " f (1 1 0), 29.4

^◦

  H % ƒ\ " f (2 0 1), 30.5

^◦

  H % ƒ\ " f (2 0 2), 37.7

^◦

  H % ƒ\ " f (1 1 6), 40

^◦



 H % ƒ\ " f (2 0 6), 44.1

^◦

  H % ƒ\ " f (3 0 0) €  \  @ /ô  Ç  r ] X

 x s ß ¼
 z Œ ™`  ¦ ^  ¦ à º e ”  . X-‚    r] X  Û ¼& 7 ˜à Ô! 3  Ü

¼– РÒ'  S X ‰ “  ô  Ç   õ  7 £ x ‚ Ã Ì  ) a β-In

2

Se

3

~ à Ì} Œ •“ É r ¹ ¢ ¤ ~ ½ Ó& ñ > 

“

  F K5 Å q º ú ˜ ï> 
s × ¼ ½ ¨› ¸s “ ¦,     © œÃ º  H a=7.1 ˚ A ü <

c=19.25 ˚ A – Ð
 z Œ ¤ . s  ° ú כ“ É r   ƒ  ½ ¨ [ þ t _    õ [ þ t [4, 29], Õ ªo “ ¦ JCPDS [28]\ 
 è ß – a=7.11 ˚ A ü < c=19.25

˚ A _  ° ú כõ • ¸ ¸ ú ˜ { 9 u † < Ê`  ¦ · ú ˜ à º e ”  .   " f ”  / B N 7 £ x ‚ à Ìô  Ç

Fig. 2. Scanning electron micrographs of β-In

₂

Se

₃

films surface (a) as-deposited, annealed at (b) 200

^◦

C, (c) 300

◦

C, (d) 400

^◦

C for 30 min in flowing nitrogen.

β-In

2

Se

3

~ à Ì} Œ •“ É r 7 £ x ‚ Ã Ì Ê ê 300

^◦

C s  © œ_  “ : r • ¸\ " f | 9 ™ è ì

 r 0 Al – Ð \ P % ƒo † < ÊÜ ¼– Ð+ ‹ (0 0 6) ~ ½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– Ð ‚  × þ ˜& h Ü ¼– Ð

$ í

 © œ  ) a    & ñ (poly-crystalline) + þ AI _  β-In

²

Se

3

“    כ Ü ¼

–

Ð Ò q ty Œ •  ) a  .

Fig. 2(a)  H 7 £ x ‚ Ã Ì  ) a β-In

₂

Se

₃

~ à Ì} Œ •_  FESEM ³ ð€  + þ A



© œ`  ¦
 ? /  H Õ ªa Ë >Ü ¼– Ð 100

^◦

C – Ð \ P % ƒo ô  Ç r « Ñ_  ³ ð

€

 + þ A © œ x 9   } 9 l   _  1 l x{ 9 † < Ê`  ¦ S X ‰ “  ½ + É Ã º e ” % 3  .

Fig. 2(b)  H 200

^◦

C – Ð \ P % ƒo ô  Ç r « Ñ_  ³ ð€  + þ A © œ`  ¦
 

?

/  H Õ ªa Ë >Ü ¼– Ð 100

^◦

C \ " f \ P % ƒo ô  Ç r « Ñ x 9  \ P % ƒo   t

 · ú §“ É r r « Ñü < ² ú ˜o  €  • 180 nm ß ¼l _  $ 3 Ä » © œ (filament- shaped) ½ ¨› ¸_  { 9  [ þ t s  l ó ø Í\  à ºf ” ô  Ç ~ ½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– Ð $ í  © œ

% i 6 £ §`  ¦ · ú ˜ à º e ”  . Fig. 2(c)ü < 2(d)  H 300

^◦

C ü < 400

◦

C \ " f \ P % ƒo ô  Ç r « Ñ[ þ t \  @ /ô  Ç FESEM ³ ð€  + þ A © œ`  ¦ y Œ • y

Œ

•
  · p . \ P % ƒo  “ : r • ¸_  7 £ x ü <  8Ô  ¦ # Q 200

^◦

C – Ð \ P 

%

ƒo ô  Ç r « Ñ\ " f › ' a8 £ ¤ ÷ &  H $ 3 Ä » © œ ½ ¨› ¸_  { 9  [ þ t“ É r ó ø Í



© œ ½ ¨› ¸– Ð ³ ð€  \ 
ê ø Í >  $ í  © œ  9, 300

^◦

C – Ð \ P % ƒo  ô

 Ç r « Ñ_  ³ ð€  \ " f  H €  • 180 nm ß ¼l _  ó ø Í © œ { 9  [ þ t s  q

“ §& h  ç  H{ 9  >  ì  r Ÿ í “ ¦ e ” 6 £ §`  ¦ · ú ˜ à º e ”  . s ü < ² ú ˜ o

 400

^◦

C – Ð \ P % ƒo  ô  Ç  â Ä º €  • 230 nm ß ¼l \  ¦ ”   ó ø Í



© œ ½ ¨› ¸ { 9  [ þ t s   € ª œô  Ç ~ ½ ӆ ¾ Ó$ í `  ¦ t “ ¦ + þ A$ í ÷ &# Q e ”  Ü

¼ 9, 300

^◦

C – Ð \ P % ƒo  ô  Ç r « Ñ\  q K  ³ ð€    } 9 l 

 & ’ 6 £ §`  ¦ ^  ¦ à º e ”  . XRD x 9  FESEM ì  r$ 3 Ü ¼– РÒ'  300

^◦

C – Ð \ P % ƒo  ½ + É  â Ä º   & ñ $ í õ  ³ ð€  + þ AI   © œ a % ~

“

É r β-In

2

Se

3

~ à Ì} Œ •`  ¦ $ í  © œr ~  ´ à º e ” 6 £ §`  ¦ · ú ˜ à º e ” % 3  .

7

£

x ‚ Ã Ì  ) a β-In

₂

Se

₃

~ à Ì} Œ •õ  100

^◦

C ∼ 400

^◦

C  t  \ P % ƒo  ô

 Ç r « Ñ[ þ t \  @ / # Œ z  ´“ : r \ " f F  gf  ¨ à º Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 `  ¦ 8 £ ¤& ñ

% i  . — ¸Ž  H r « Ñ_  F  gf  ¨ à º Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 \ " f 650 nm   H % ƒ

\

" f / å L  ô  Ç F  gf  ¨ à º_  7 £ x  › ' a8 £ ¤ ÷ &% 3  . s  / å L  ô  Ç 7 £ x

Fig. 3. Photon energy vs. (αhν)

²

of β-In

2

Se

3

films for as-deposited(a) and annealed at (b) 200

^◦

C, (c) 300

^◦

C, (d) 400

^◦

C for 30 min in flowing nitrogen.

  H f ” ] X  …  ;s  \  -t  {  ½ ¨› ¸\  ¦ ”   ì ø ͕ ¸^ ‰_  l œ í f  ¨ Ã

º é ß –\ " f F  gf  ¨ à º\  _ ô  Ç  כ { 9  à º e ”   [29]. F  gf  ¨ à º >  Ã

º ፠ H l œ í f  ¨ à º é ß –   H % ƒ F  gf  ¨ à º Û ¼& 7 ˜à Ô! 3 [ þ t – РÒ'  >  í

ß –½ + É Ã º e ” “ ¦ { 9   F  g € ª œ  \  -t  hν_  † < Êà º– Ð" f
 ? /

#

Q”   . Fig. 3“ É r F  gf  ¨ à º > à º_  ] jY  L õ  { 9   F  g \  -t 



s _  › ' a > \  ¦
  · p  כ s  . f ” ] X  „  s { 9  M : F  gf  ¨ à º >  Ã

ºü < { 9   F  g   \  -t   s _  › ' a >   H  6 £ § d ”  (2)õ  ° ú  



 [29].

(αhν)

²

∼ (hν − E

_g

) (2)

#

Œl " f, h  H Planck  © œÃ ºs “ ¦, ν  H { 9   F  g € ª œ _  ”  1 l x Ã

ºs  . F  g † < Æ& h “   \  -t  ç ß –   (E

g

)“ É r Fig. 3 \ 
  · p



ü < ° ú  s  (αhν)

²

=0 \  @ /ô  Ç • ¸³ ð_  f ” ‚  `  ¦ ü @¶ ú š † < 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 β-In

2

Se

3

~ à Ì} Œ •õ  \ P % ƒo ô  Ç ~ à Ì} Œ •[ þ t _  F  g

†

< Æ& h “   {  ç ß –  “ É r 1.52 eV ∼1.65 eV  t     % i  . s  ° ú כ [

þ

t“ É r   É r q 5 p w ô  Ç b-e7 á ¤  o½ + ËÓ ü t ì ø ͕ ¸^ ‰ [30,31]õ  q “ §

| ¨

c à º e ” “ ¦, α-In

²

Se

3

_  \  -t  {  ç ß –  ˜ Ð  €  •ç ß –  8  H

° ú

כs   [22,32].

F 

g Ä »l  ~ ½ ӄ   : £ ¤$ í z  ´+ « >“ É r β-In

2

Se

₃

~ à Ì} Œ • ³ ð€  \  Å Ò{ 9 

 )

a F  g ` O Û ¼ (light pulse)\  _ K  Ò q t$ í  ) a „   î  r ì ø Í [ þ t s

 ~ à Ì} Œ •`  ¦ – Ð| 9  Q" f F  g ` O Û ¼ Å Ò{ 9 ÷ &  H ì ø Í@ /¼ # \  • ¸

² ú

˜ >  ÷ &  H  כ Ü ¼– Ð s \  @ /ô  Ç ` O Û ¼_   1 l x`  ¦ á Ôo Ó  rá Ô (pre-amp.) – Ð 7 £ x; Ÿ ¤ # Œ š ¸z  ´– ÐÛ ¼ ïá Ô (oscilloscope)– Ð › ' a 8

£

¤ ½ + É Ã º e ”  . Fig. 4  H 7 £ x ‚ Ã Ì  ) a β-In

2

Se

3

~ à Ì} Œ • (a)õ  300

◦

C – Ð \ P % ƒo ô  Ç r « Ñ (b)\  5 mV _   s # QÛ ¼ „  · ú š (bias voltage)`  ¦   % 3 `  ¦ M :_  F  g Ä »l  ~ ½ ӄ   : £ ¤$ í `  ¦
  · p š ¸ 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€  \  › ¸ ÷ &€   β-In

₂

Se

3

³ ð€  \ " f „   î  r ì ø Í 

Fig. 4. Oscilloscope trace of the photoexcited carrier for : (a) as-deposited, (b) β-In

₂

Se

₃

film annealed at 300

^◦

C for 30 min in flowing nitrogen.

 Ò q t$ í  ) a  . s M : Ò q t$ í  ) a „   î  r ì ø Í   H F  g ` O Û ¼ t 5 Å q

÷

&  H r ç ß –õ    t   H í  H ç ß –_  2> h_  r ç ß –% ò % i Ü ¼– Ð
¾ º

#

Q”   . 7 £ ¤ „   î  r ì ø Í  r « Ñ\  ¦ – Ð| 9  Q" f ì ø Í@ /¼ # _ 

„

 F G \  • ¸² ú ˜ l  r  Œ •   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”   .   " f % ò % i  (II)\ " f  H „   î  r ì ø Í  [

þ

t s  t à º † < Êà º& h Ü ¼– Ð y Œ ™™ è >   ) a  . Å Ò' Ÿ r ç ß – (transit time)“ É r r ç ß –\    É r „  · ú š_     oÖ  ¦ s     l  r  Œ •½ + É M :



t _  r ç ß –Ü ¼– Ð & ñ _ ÷ &Ù ¼– Ð s \  ¦ & ñ S X ‰ >    & ñ l  0 A

# Œ r ç ß –\    É r „  · ú š_     oÖ  ¦ (dV/dt)`  ¦ · ú ˜   ô  Ç  [33].

Fig. 5  H Fig. 4\  ¦ p ì  r # Œ
  · 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 œ íl  „  0 A þ j@ /“   r & h Ü ¼– Ð % i  Ü

¼ 9, ¶ ú š{ 9  ) a Õ ªa Ë >“ É r ì ø Í@ /¼ #  „  F G Ü ¼– Ð s 1 l x # Œ » ¡ ¤& h  ) a

„

  î  r ì ø Í [ þ t – Ð “  ô  Ç dV/dt ¿ º× ¼ Qt >     l  r  Œ •

½

+ É M :  t _  Å Ò' Ÿ r ç ß –`  ¦ 8 £ ¤& ñ l  0 AK " f dV/dt { 9 

&

ñ ô  Ç Â Òì  r`  ¦ S X ‰ @ /ô  Ç Õ ªa Ë >s  . Fig. 5_  (a)  H \ P % ƒo  „   _

 ~ à Ì} Œ •\  @ /ô  Ç  כ s “ ¦ (b)  H 300

^◦

C – Ð \ P % ƒo  # Œ + þ A$ í

Fig. 5. dV/dt versus t for the samples: as-deposited (a) and annealed at 300

^◦

C (b). The inset shows the magnified ones for (a) and (b).

 )

a β-In

2

Se

3

~ à Ì} Œ •\  @ /ô  Ç  כ Ü ¼– Ð 8 £ ¤& ñ  ) a Å Ò' Ÿ r ç ß –“ É r y Œ • y

Œ

• 42 µsü < 24 µs % i  .

Fig. 4 \ " f ^  ¦ à º e ”   H  ü < ° ú  s , š ¸z  ´– ÐÛ ¼ ïá Ô Û ¼ ß

¼ 2 ; (screen)  © œ_  à ºf ” ¼ # † ¾ Ó (vertical deflection)s  0 AA á ¤ (upward or positive) Ü ¼– Ð † ¾ Ó €   € ª œ/ B N ³ ðÀ Ó (hole drift)s 

“

¦  A A á ¤ (downward or negative) Ü ¼– Ð † ¾ Ó €   „   ³ ðÀ Ó (electron drift) s  . ¢ ¸ô  Ç „   s 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 [34] _  s  : r`  ¦ s 6   x # Œ

>

í ß –½ + É Ã º e ” Ü ¼ 9, „   î  r ì ø Í _  Å Ò' Ÿ r ç ß – t

^T

ü <   # Qï  r

„

 · ú š  s _  › ' a >   H

t

T

= dD

µV (3)

s

“ ¦, # Œl " 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 šs  .

r

ç ß –\  @ /ô  Ç dV/dt_  Õ ªA á Ԗ Ð Â Ò'  8 £ ¤& ñ  ) a t

_T

ü < d ”  (3) Ü ¼– РÒ'  ¿ ºa  1 µm“   7 £ x ‚ Ã Ì  ) a β-In

2

Se

3

~ à Ì} Œ •_  ³ ðÀ Ó

„

   s 1 l x • ¸  H µ

e

∼ 4.8 × 10

⁻²

cm

²

/Vs s % 3 “ ¦, 300

^◦

C

–

Ð \ P % ƒo   ) a ~ à Ì} Œ •\  @ / # Œ ½ ¨ô  Ç ³ ðÀ Ӏ ª œ/ B N s 1 l x • ¸  H µ

h

∼ 8.1 × 10

⁻²

cm

²

/Vs s % 3  . 7 £ x ‚ Ã Ì  ) a β-In

2

Se

3

~ à Ì} Œ •\ 

@

/ô  Ç ³ ðÀ ӄ    s 1 l x • ¸  H Manno 1 p x [32] s  ½ ¨ô  Ç ° ú כ ˜ Ð



  ™ è  Œ •“ É r ° ú כs t ë ß –, 300

^◦

C – Ð \ P % ƒo ô  Ç ~ à Ì} Œ •\  @ / 

#

Œ ½ ¨ô  Ç ³ ðÀ Ӏ ª œ/ B N s 1 l x • ¸ µ

^h

∼ 8.1×10

⁻²

cm

²

/Vs  H M.

Persin 1 p x [35] \  _ K  ˜ Г ¦  ) a   õ ü < ¸ ú ˜ { 9 u ô  Ç . 7 £ x ‚ à Ì

 )

a β-In

₂

Se

₃

~ à Ì} Œ •õ  300

^◦

C \ P % ƒo   ) a ~ à Ì} Œ •_  r « Ñ ³ ð€  \ 

"

f „   î  r ì ø Í  0 l x • ¸  H y Œ •y Œ • ∼ 2.3 × 10

¹⁸

/cm

³

ü < ∼ 2.43

× 10

¹⁶

/cm

³

s % 3 Ü ¼ 9, s  ° ú כ“ É r Manno 1 p x [32] s  ˜ Г ¦ô  Ç

° ú

כõ  q “ §& h  ¸ ú ˜ { 9 u ô  Ç . # Œl " f „   î  r ì ø Í  0 l x • ¸_  >  í

ß – [34]“ É r n(d,t)=(κ/4 π q µ)t

⁻¹

`  ¦ s 6   x % i Ü ¼ 9, κ  H Ä »

„

  © œÃ º– Ð" f é ß –  & ñ β-In

₂

Se

₃

_  Ä »„   © œÃ º ° ú כ“   9.5\  ¦ 2 [

# Œ > í ß – % i   [31]. 7 £ x ‚ Ã Ì  ) a β-In

₂

Se

₃

~ à Ì} Œ •“ É r à ºf ” ¼ # † ¾ Ó s

  A A á ¤ Ü ¼– Ð † ¾ Ó l  M :ë  H \  „   ³ ðÀ Ós “ ¦ n+ þ A „  • ¸s  9, 300

^◦

C – Ð \ P % ƒo   ) a ~ à Ì} Œ •“ É r à ºf ” ¼ # † ¾ Ós  0 AA á ¤ Ü ¼– Ð † ¾ Ó

l  M :ë  H \  € ª œ/ B N ³ ðÀ Ós “ ¦ p+ þ A „  • ¸s  . s   H Marsillac 1

p x [26] s  ˜ Г ¦ô  Ç ° ú כõ • ¸ ¸ ú ˜ { 9 u ô  Ç . ¢ ¸ \ P % ƒo  “ : r • ¸\  ¦ 7

£

x † < Ê\     „   s 1 l x • ¸, „   î  r ì ø Í  0 l x • ¸  H €  •ç ß – 7 £ x

 % i Ü ¼
 Å Ò' Ÿ r ç ß –“ É r y Œ ™™ è % i  .

IV. + s Ç Â ] Ø

”

 / B N7 £ x ‚ à ÌZ O Ü ¼– Ð ITO l ó ø Í 0 A\  β-In

2

Se

₃

~ à Ì} Œ •`  ¦ ] j Œ •

# Œ | 9 ™ è Û ¼\  ¦ f  Ë o €  " f 30ì  r 1 l x î ß – „  l – Ð 5 Å q \ " f 100

◦

C∼400

^◦

C  t  \ P % ƒo ô  Ç Ê ê X-‚    r] X , ì  rF  g F  g • ¸> , Å Ò



 „    ‰ & ³p  â z  ´+ « > Õ ªo “ ¦ F  g Ä »l  ~ ½ ӄ   : £ ¤$ í `  ¦ › ¸ ô  Ç

 

õ   H  6 £ § õ  ° ú  s  כ ¹€  •½ + É Ã º e ”  . X-‚    r] X  z  ´+ « >    õ

\  _  €       © œÃ º  H a=7.1 ˚ A ü < c=19.25 ˚ A – Ð" f ¹ ¢ ¤ ~ ½ Ó

&

ñ > “   F K5 Å q º ú ˜ ï> 
s × ¼ ½ ¨› ¸s  9, \ P % ƒo  “ : r • ¸\  ¦ 7 £ x

† < Ê\     (0 0 6) ~ ½ ӆ ¾ ÓÜ ¼– Ð ‚  × þ ˜& h Ü ¼– Ð $ í  © œ H † d`  ¦ · ú ˜ à º e ”

% 3  . Å Ò  „    ‰ & ³p  â z  ´+ « >\ " f  H \ P % ƒo  “ : r • ¸\  ¦ 7 £ x

† < Ê\     { 9 >  ß ¼l  & h   & t “ ¦ 8 £ x ½ ¨› ¸– Ð   & ñ  o

÷

&  H  כ Ü ¼– Ð
 z Œ ¤ . z  ´“ : r \ " f 8 £ ¤& ñ  ) a F  g † < Æ& h “   \  - t

 {  ç ß –  “ É r 7 £ x ‚ Ã Ì  ) a β-In

₂

Se

₃

~ à Ì} Œ •\  @ / # Œ  H 1.65 eV s

% 3 “ ¦, 300

^◦

C \ P % ƒo ô  Ç r « Ñ\  @ / # Œ  H 1.52 eV – Ð \ P 

%

ƒo  “ : r • ¸ 7 £ x † < Ê\     y Œ ™™ è % i  . F  g Ä »l  ~ ½ ӄ   : £ ¤

$ í

z  ´+ « >Ü ¼– РÒ'  7 £ x ‚ Ã Ì  ) a β-In

2

Se

3

~ à Ì} Œ •\  @ / # Œ  H „   

³

ðÀ Ós % 3 Ü ¼ 9, 300

^◦

C \ P % ƒo ô  Ç r « Ñ\  @ / # Œ  H € ª œ/ B N ³ ð À

Ós % 3  . ¢ ¸ô  Ç s 1 l x • ¸, „   î  r ì ø Í  0 l x • ¸ Õ ªo “ ¦ Å Ò' Ÿ r  ç

ß –`  ¦ > í ß –½ + É Ã º e ” % 3 Ü ¼ 9, Õ ª ° ú כ“ É r y Œ •y Œ • µ

e

∼ 4.8 × 10

⁻²

cm

²

/Vs ü < µ

h

∼ 8.1 × 10

⁻²

cm

²

/Vs, ∼2.37×10

¹⁸

/cm

³

ü <

∼ 2.43 × 10

¹⁶

/cm

³

Õ ªo “ ¦ 42 µsü < 24 µs– Ð > í ß –÷ &% 3  .

Y

c p w Š à U Ø ”  ô

[1] A. Aruchamy, Photoelectrochemistry and Photo-

voltaics of Layered Semiconductors (Kluwer, Dor-

drecht, 1992).

[2] S. Marsillac, J. C. Bernede, R. Le Ny and A. Conan, Vacuum 46, 1315 (1995).

[3] T. Ohtsuka, K. Nakanishi, T. Okamoto, A. Yamada, M. Konagai and U. Jahn, Jpn. J. Appl. Phys. 40, 509 (2001).

[4] M. Emziane, S. Marsillac, J. Querfelli, J. C. Bernede and R. Le Ny, Vacuum 48, 871 (1997).

[5] A. J. McEvoy, A. Parkes, K. Solt and R. Buchseli, Thin Solid Films 65, L5 (1980).

[6] A. Segura, J. P. Guesdon, J. M. Besson and A.

Chevy, J. Appl. Phys. 54, 876 (1983).

[7] T. Matsushita, T. T. Nang, M. Okuda, A. Suzuki and S. Yokota, Jpn. J. Appl. Phys. 15, 901 (1976).

[8] J. Martinez-Pastor, A. Segura, C. Julien and A.

Chevy, Phys. Rev. B 46, 4607 (1992).

[9] M. A. Kenawry, A. F. El-Shazly, M. A. Afifi, H. A.

Zyed and H. A. El-Zahid, Thin Solid Films 200, 203 (1991).

[10] M. Balkanski, P. Gomes and R. F. Wallis, Phys.

Status Solidi B 175, 194 (1996).

[11] H. Hahn and W. Klinger, Z. Anorg. Chem. 260, 97 (1949).

[12] C. De Blasi, G. Micocci, A. Rizzo and A. Tepore, Phys. Rev. B 27, 2429(1983).

[13] J. Rigoult, A. Rimsky and A. Kuhn, Acta Crystal- logr. B 36, 916 (1980).

[14] Y. Hasegawa and Y. Abe, Phys. Status Solidi A 70, 615 (1982).

[15] V. L. Bakumenko, Z. D. Kovalyuk, L. N. Kurbatov, V. G. Tagaev and V. F. Chishko, Sov. Phys. Semi- cond. 14, 661 (1980).

[16] T. V. Aver’yanova, V. L. Bakumenko, L. N. Kur- batov, V. G. Tagaev and V. F. Chishko, Sov. Phys.

Semicond. 14, 932 (1980).

[17] G. Gordillo, L. M. Caicedo, G. Cediel, F. Landaza- bal and J. W. Sandino, Phys. Status Solidi B 220, 269 (2000).

[18] K. Kushiya, S. Kuriyagawa, T. Nii, T. Kase, M. Sato

and H. Takeshita, Proceedings 13th Europ. PSEC, edited by H. S. Stephens et al., (Nice, 1995), p. 2016.

[19] L. C. Olsen, F. W. Addis and D. A. Huber, Proceed- ings 23rd IEEE PVSC (Louisville, 1993), p. 603.

[20] Y. Otake, K. Kushiya, A. Yamada and M. Konagai, Jpn. J. Appl. Phys. 34, 5949 (1995).

[21] T. Okamoto, A. Yamada and M. Konagai, J. Cryst.

Grow. 175/176, 1045 (1995).

[22] J. J. Lee, J. D. Lee, B. Y. Ahn, H. S. Kim and K.

H. Kim, J. Korean Phys. Soc. in press (2008).

[23] H. Tung Li, J. Appl. Phys. 34, 1730 (1963).

[24] I. P. Batra and H. Seki, J. Appl. Phys. 42, 1124 (1971).

[25] C. S. Yang, Y. S. Park, K. H. Kim, J. J. Lee, M. S.

Jin, H. L. Park and W. T. Kim, SAEMULLI (New Phys.) 42, 49 (2001).

[26] S. Marsillac, J. C. Bernede and A. conan, J. Mater.

Sci. 31, 581 (1996).

[27] B. D. Cullity, Elements of X-ray Diffraction 2nd ed.

(Addison-Wesley Publishing Company, Inc., New York, 1978), Chap. 4, p. 107.

[28] JCPDS-International Centre for Diffraction Data, No. 23-0294, 2000.

[29] J. I. Pankove, Optical Processes in Semiconductors (Dover, New York, 1971), Chap. 1-3.

[30] M. Emziane and R. Le Ny, J. Phys. D; Appl. Phys.

32, 1319 (1999).

[31] R. Poerschke, Data in Science and Technology (Springer-Verlag, Berlin, 1992).

[32] D. Manno, G. Micocci, G. Rella, R. Siciliano and A.

Tepore, Vacuum 46, 997 (1995).

[33] C. Manfredotti, A. Rizzo, L. Vasanelli, S. Galassini and L. Rugieri, J. Appl. Phys. 44, 5463 (1973).

[34] I. P. Batra and H. Seki, J. Appl. Phys. 41, 3409 (1970).

[35] M. Persin, A. Persin, B. Celustka and B. Ettinger,

Thin Solid Films 11, 153(1972).

Growth and Physical Properties of β-In ₂ Se ₃ Thin Films

Jeoung Ju Lee,

^∗

Jong Duk Lee, Byeong Yeol Ahn, Hyeon Soo Kim and Kun Ho Kim Department of Physics and RINS, Gyeongsang National University, Jinju

(Received 9 November 2007, in final form 3 January 2008)

β-In

2

Se

3

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 flowing nitro- gen. X-ray diffraction spectra showed that the crystal structure of the β-In

2

Se

3

films was that of a hexagonal metal chalcogenide with lattice constants a=7.1 ˚ A and c=19.25 ˚ A and that the crystals were preferentially grown with a (0 0 6) orientation. From the scanning electron microscope images, the β-In

2

Se

3

films were textured, and the grain size decreased with increasing annealing tempera- ture. The optical energy band gap, measured at room temperature, of the as-deposited β-In

2

Se

3

film was 1.65 eV and decreased to about 1.52 eV upon annealing in flowing nitrogen at temperatures from 100

^◦

C to 400

^◦

C. The dynamical behavior of the charged carriers in the β-In

2

Se

3

film was investigated by using photoinduced discharge characteristics (PIDC) techniques.

PACS numbers: 68.55.-a, 78.20.-e

Keywords: β-In

2

Se

3

film, Annealing effect, Optical band gap, PIDC

∗

E-mail: [email protected]