Regensburg 2002 – wissenschaftliches Programm
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O: Oberflächenphysik
O 38: Epitaxie und Wachstum (III)
O 38.8: Vortrag
Freitag, 15. März 2002, 13:00–13:15, H43
MBE-Wachstum von CuInS2 auf Si, SiGe und GaAs: Eine oberflächenanalytische Untersuchung — •Calvet Wolfram, Pettenkofer Christian und Lewerenz Hans-Joachim — Hahn-Meitner-Institut, Glienicker Straße 100, 14109 Berlin
Der ternäre Halbleiter CuInS2 ist mit einer direkten Bandlücke von 1.53 eV sehr gut für den Einsatz in photovoltaischen Bauelementen geeignet. Vorgestellt wird die Präparation dünner, mittels Molekularstrahlepitaxie gewachsener CuInS2-Schichten auf verschiedenen Substraten. Die Wachstumsschritte wurden dabei in-situ mittels Photoelektronenspektroskopie (XPS), Beugung niederenergetischer Elektronen (LEED) und in Echtzeit mittels Reflexionsspektroskopie (NIR) verfolgt. Die Untersuchung des initiellen Wachstums auf p-Si(111) Substraten ergibt eine ungeordnete sulfurisierte Oberfläche mit einer nominellen Stöchiometrie von SiS0.8. Eine gemessene Bandverbiegung von 0.64 eV des Si-Substrates weist auf die Wirkung von S als Donator hin. Des weiteren wird bei nachfolgendem CuInS2 Wachstum eine im Bereich von 10 Å gestörte Grenzfläche gefunden, bei der es zur Interdiffusion von Cu in das Substrat und Si in den Film kommt. Zudem zeigt der Vergleich von XPS- und ex-situ gemessenen RBS-Daten deutliche Unterschiede in der Oberflächen- und Volumenzusammensetzung. LEED-Daten ergeben, daß CuInS2 auf Si nur in der Sphalerit-Ordnung aufwächst. Dagegen wurde bei Heteroepitaxie-Experimenten von CuInS2 auf GaAs(100) erstmals die (4x1)-Struktur der Chalkopyrit-geordneten CuInS2-Oberfläche mittels LEED nachgewiesen. Daraus folgt in Übereinstimmung mit XRD-Daten die Epitaxierelation GaAs(100)||CuInS2(012).