INFLUENCES OF GROWTH CONDITIONS ON PHYSICAL, OPTICAL PROPERTIES, AND QUANTUM SIZE EFFECTS OF CdS NANOCLUSTER THIN FILMS
저자
Lee, J. (Department of Materials Engineering, Taejon National University of Technology) ; Tsakalakos, T. (Department of Ceramic and Materials Engineering, College of Engineering, Rutgers University)
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
1999
작성언어
English
KDC
569.4
자료형태
학술저널
수록면
115-132(18쪽)
제공처
Cadmium sulfide (CdS) is the direct-bandgap, Ⅱ-Ⅵ compound semiconductor that can be used for the fabrication of optoelectronic devices such as solar cells, laser diodes, and photoconductors. In this study, CdS thin films consisting of the quantum dots were grown by solution growth technique (SGT) onslide glass substrates, and the influences of growth conditions such as the concentration of mixed solution, arrunonia concentration, growth temperature, and growth time on the structural and optical properties of CdS this films were studied.Based on the results obtained, the quantum size effects of CdS thin films grown by SGT were investigated. The concentrations of cadmium acetate dihydrate and thiourea were changed from 1 M, 2 M to 0.1 M, 0.2 M, respecitively. The growth temperatures were 60℃, 75℃, 85℃. The ammonia concentrations which play an important role on film thickness, grain size, and film quality were 2 M, 7 M, 14 M. The growth times varied from I min to 20 min. From XRD measurement results, CdS obtained in this study was found to have hexagonal structures. Depending on the various growth conditions, the film thickness rangedfrom 37 nm to 220 nm and the grain size ranged from 7.4 nm to 26.5 nm. The energy band gap (Eg) was calculated from obsorption coefficients obtained from the optical transmittance, and Eg varied from 2.42 eV to 2.6eV, depending upon the growth confitions. Eg increased with the decrease of concentration of mixed solution. Also, with the low ammonia concentration, Eg decreased substantially with an increase of growth temperature. This was ascribed to the large increase of film thickness and grain size in this case. These results were induced by the quantum size effects. The surface morphology was found to be strongly dependent upon the growth temperature. Raman scattering experiments were carried out for CdS quantum dot this films grown by SGT. for the first time, and ILO, ITO, E_2 phonon modes were observed. ILO phonon frequencies shifted to the lower values with the decrease of grain size. This mode softening was attributed to the fine grain size of CdS in our investigation. It was also found that Raman shifts of ITO and E_2 phonon were independent of the grain size and film thickness.
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