Estudio de las propiedades ópticas y estructurales en películas delgadas de ZnSe

Abstract

En este trabajo se presentan resultados de la influencia de la temperatura de sustrato sobre las propiedades estructurales, morfológicas, ópticas y eléctricas en películas delgadas de ZnSe, crecidas por evaporación térmica en alto vacío sobre sustratos de vidrio y silicio monocristalino. Las muestras se caracterizaron con medidas de difracción de rayos X bajo configuración Bragg Bretano y transmitancia óptica entre 250 y 2500 nm. El estudio de difracción de rayos X mostró que las películas cristalizan con estructura cúbica con parámetro de red a = 5,67 Å, y orientación preferencial a lo largo del plano (111). Los espectros de transmitancia se simularon teóricamente y de la simulación se determinó el índice de refracción, el coeficiente de absorción, el gap óptico del material y el espesor de la muestras. Los espectros de absorción mostraron las transiciones directas E(Γ7V – Γ6C) y Eg (Γ8V – Γ6C), asociadas al desdoblamiento de la banda de valencia por la interacción espín-orbita. Los valores del gap se encuentran alrededor de 2,65 eV. La caracterización eléctrica se realizó a través de la curva I-V, Se encontró que el cobre es una material idónea para la formación del contacto óhmico. Las muestras fueron recocidas a diferentes temperaturas, y se estudia la influencia del tratamiento térmico sobre las propiedades ópticas, eléctricas, morfológicas y estructurales.

Abstract. In this work are presented results of the substrate temperature influence on the structural and optical properties ZnSe thin films, grown by high vacuum thermal evaporation. Samples are characterized by X-ray Diffraction under bragg bretano configuration and optical transmittance between 250 and 2500 nm. The study of X-ray diffraction showed that the material is polycrystalline with the stable cubic structure. A lattice parameter of 5,67 Å, was found and all the samples are orientation along the (111) plane. The experimental transmittance spectra were simulated and from the simulation were found the spectral variation of the refractive index, and of the absorption coefficient, were also found, the optical band gap of the material and thicknesses of the samples. The absorption spectra showed direct transitions E (Γ7V – Γ6C) and Eg (Γ8V – Γ6C), associated with the splitting of the valence band by the spin-orbit interaction. Gap values were around 2,65 eV Electrical characterization was performed using the curve IV, was found that copper is a suitable materials for forming the ohmic contact. The samples were annealed at different temperatures, and studied the influence of heat treatment on the optical, electrical, morphological and structural.