Regensburg 2002 – scientific programme

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HL: Halbleiterphysik

HL 35: Hybride Systeme und neue Materialien

HL 35.6: Talk

Thursday, March 14, 2002, 13:15–13:30, H13

Optische Eigenschaften von epitaktischen CuGaS₂-Schichten auf Si(111) — •J. Eberhardt¹, R. Goldhahn¹, G. Gobsch¹, Th. Hahn², U. Grossner², J. Cieslak², H. Metzner² und J. Kräußlich³ — ¹Institut für Physik, TU Ilmenau, PF 100565 Ilmenau, 98684 Ilmenau — ²Institut für Festkörperphysik, FSU Jena — ³Institut für Optik und Quantenelektronik, FSU Jena

Auf der Suche nach geeigneten Materialien für integrierte opto-elektronische Bauelemente auf Siliziumsubstraten bieten Cu(Ga,In)S₂-Chalkopyrithalbleiter zwei entscheidende Vorteile: eine nahezu perfekte Gitteranpassung zum Si und eine direkt Bandlücke (von 1.5 eV bis 2.5 eV) für jede Zusammensetzung.

Daß heteroepitaktische Schichten guter Qualität in diesem System realisierbar sind, zeigen erstmals optischen Untersuchungen (Photolumineszenz (PL), Photostrom (PC), Photoreflexion (PR)) von CuGaS₂-Schichten, die mittels Molekularstrahlepitaxie auf on-axis bzw. 4^∘-off-axis Si(111)-Substraten abgeschieden wurden. In beiden Fällen können in der temperaturabhängigen PL sowohl das freie als auch das akzeptorgebundene A-Exziton nachgewiesen werden. Die Übergangsenergien des B- und C-Exzitons werden aus PR-Messungen als Funktion der Temperatur bestimmt. PC-Untersuchungen bei Anregung mit polarisiertem Licht spiegeln die Auswahlregeln der optischen Übergänge wider. Die quantitative Analyse zeigt, daß bei Abscheidung auf fehlorientierten Substraten die drei möglichen c-Achsen-Orientierungen im Verhältnis 2:2:1 auftreten; dies wird auch durch die Auswertung von Röntgen-Rocking-Kurven der (220)/(204)-Reflexe bestätigt.