CdIn₂Te₄단결정 성장과 광전기적 특성에 관한 연구 = Study on CdIn₂Te₄Single Crystal Growth and Its Optoelectrical Charateristics

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

The CdIn_(2)Te_(4) single crystals were grown by modified vertical Bridgman method. The CdIn_(2)Te_(4) single crystals were evaluated to be tetragonal by the powder method. The CdIn_(2)Te_(4) single crystals were confirmed to be grown with planes of (112) faced with the length of the ingots by the Laue reflection method.
From the Hall effects by van der Pauw method, the as-grown CdIn_(2)Te_(4) single crystals were found to be an p-type semiconductors and its polarites had found to have no ralation with c axis. The values of carrier concentration n, Hall coefficient R_(H), electric conductivity δ and mobility μ for the sample perpendicular and parallel to c axis were 8.75 × l-^(23) electrons/m^(3), 7.14 × 10^(-5)m^(3)/C, 176.40 Ω^(-1)m^(-1), 3.41 × 10^(-2)m^(2)/V·s, and 8.61 × 10^(23) electrons/m^(3), 7.26 × 10^(-5)m^(3)/C, 333.38 Ω^(-1)m^(-1). 2.42 × 10^(-2)m^(2)/V·s, respectively .
From the photocurrent spectrum by illumination of light polarized to the c axis of the CdIn_(2)Te_(4) single crystals, we have found that values of spin orbit coupling □s.o. and crystal field splitting □cr. were about 0.38±0.06 eV and 0.24±0.03 eV, respectively.
Phonon energy resulted by comparing the spectrum of photo- current with that of photoluminescence is found to be 14 meV on the sample perpendicular to c axis and 15 meV on the sample parallel to c axis.

목차 (Table of Contents)

• 목차 = ⅰ
• ABSTRACT = ⅸ
• Ⅰ. 서론 = 1
• Ⅱ. 이론 = 4
• A. 에너지 띠 구조 = 4
• 1. 전도띠 구조와 띠 간격 = 4
• a. Γ_(1)띠와 Kane 모형 = 4
• b. L_(1)띠와 X_(1)띠 = 7
• 2. 호울띠의 구조 = 9
• B. 전기수송 이론 = 10
• 1. Boltzmann 전기수송 방정식 = 10
• 2. 전기 수송 상수 = 12
• a. Γ_(1)띠에 대한 수송 상수 = 12
• (1) 운반자 이동도 = 13
• (2) Hall 계수 = 13
• (3) Hall 산란 인자 = 14
• b. 다중띠 Hall 효과와 전기 전도도 = 14
• 3. 산란 기구 = 16
• a. Γ띠에서의 산란 = 16
• b. L_(1) 및 X_(1)띠에서의 산란 = 16
• c. 호울 띠의 산란 = 16
• C. 광발광 = 17
• 1. 발광성 재결합 과정 = 17
• 2. Exciton 재결합 = 18
• a. 자유 exciton(free exciton) = 18
• b. Bound exciton = 20
• 3. 띠간 재결합 (Band to Band recombination) = 22
• 4. 띠와 불순물간의 재결합 (Free to Bound transition : F - B) = 22
• 5. 주개 - 받개쌍(Donor - Acceptor Pair) 재결합 = 24
• 6. Phonon = 28
• 7. 깊은 준위에 의한 전이 (Deep Level Transitions) = 29
• Ⅲ. 실험 = 30
• A. 전기로 제작 = 30
• 1. 합성용 수평전기로 제작 = 30
• 2. 3단 수직 전기로 제작 = 30
• B. Ampoule 제작 = 34
• 1. 합성용 ampoule 제작 = 34
• 2. 단결정용 ampoule 제작 = 34
• C. CdIn_(2)Te_(4) 결정 성장 = 34
• 1. CdIn_(2)Te_(4) 다결정 합성 = 34
• 2. CdIn_(2)Te_(4) 단결정 성장 = 35
• D. 측정 cell 제작 = 38
• 1. Hall 효과 측정 cell 제작 = 38
• 2. Photocurrent cell 제작과 Photoluminescence cell 제작 = 38
• E. 측정 장치 및 실험 방법 = 39
• 1. 광원 = 39
• 2. XRD 및 EDS = 39
• 3. 저온 장치 = 40
• 4. Hall 효과 = 40
• 5. Photocurrent = 40
• 6. Photoluminescence = 41
• Ⅳ. 실험 결과 및 고찰 = 45
• A. CdIn_(2)Te_(4)의 결정 구조 및 조성비 = 45
• 1. 분말법을 이용한 X-선 회절 분석 = 45
• 2. CdIn_(2)Te_(4) 결정 구조 = 54
• 3. 결정의 화학 양론적 조성비 = 67
• B. CdIn_(2)Te_(4) 단결정의 Hall 효과 = 70
• C. CdIn_(2)Te_(4) 단결정의 Photocurrent = 77
• D. CdIn_(2)Te_(4) 단결정의 photoluminescence = 86
• Ⅴ. 결론 = 98
• References = 100