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논문 상세정보

$Mg_{x}Zn_{1-x}$Te 단결정 성장과 광전류 특성

Crystal growth and photocurrent of $Mg_{x}Zn_{1-x}$Te single crystals

초록

수직 Bridgman 방법으로 $Mg_xZn_{1-x}Te(0{\le}X{\le}0.48)$ 단결정을 성장하였다. 성장된 단결정의 결정구조는 X = 0~ 0.48 범위내에서는 zincblende 이었고, 성분이 증가함에 따라 격자 상수 값이 6.103$\AA$(X = 0.0)으로부터 6.239$\AA$(X = 0.48)까지 a(X)=6.103 + (0.33)X 를 만족하며 선형적으로 증가하였으며, 외사법에 의해 얻어진 zincblende MgTe의 격자상수는 6.433$\pm$0.002$\AA$로 주어졌다. 광전류 스펙트럼 측정 결과 $Mg_xZn_{1-x}Te$(X=0) 단결정의 에너지 띠 간격은 4.2K와 294K에서 각각 2.380 eV와 2.260eV 이었다. X 값에 따른 광전류 스펙트럼은 성분이 증가함에 따라 피크가 단파장 쪽으로 이동하였으며, X 값에 따른 에너지 띠 간격의 변화는 $E_g$(X)=b+(0.8)X를 만족하는 선형적인 변화를 보였다. 외사법으로부터 구한 zincblende MgTe의 에너지 띠 간격은 4.2K와 297K에서 각각 3.18ev와 3.06eV로 주어졌다. 또한 광전류 peak는 온도가 상승함에 따라 장파장 쪽으로 이동하였으며, 100K 이상의 온도에서 온도계수 $dE_g$/dT=-(5.6~$6.1){\times}10^{-4}$eV/K 이었다.

Abstract

By using a vertical Bridgeman method, single crystalline structures of $Mg_xZn_{1-x}Te(0{\le}X{\le}0.48)$ were grown for various Mg mole compositions. With the increasing Mg fraction, the lattice constant is linearly increased from 6.103 to 6.239$\AA$ for the range of $0{\le}X{\le}0.48$ and the lattice constant of zincblende MgTe was linearly extrapolated to the value of 6.433$\pm$0.002$\AA$. The optical properties of the crystalline structure were characterized with photocurrent measurements. As a results of photocurrent spectra, the single crystalline $Mg_xZn_{1-x}Te$ show the energy bandgap of 2.380 and 2.260eV at 4.2 and 294 K, respectively. The photocurrent peak blueshifts with increasing Mg mole fraction and show the linear dependence of energy bandgap, $E_g$(X)=b+(0.8)X. The extrapolation shows the energy bandgaps of MgTe of 3.18 and 3.06eV at the temperatures of 4.2 and 294K, respectively. Furthermore, the photocurrent peaks redshifts with increasing temperature and the temperature coefficient is given to the value of $dE_g$/dT=-(5.6~$6.1){\times}10^{-4}$eV/K. for the temperature range above 100K.

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