Photosensitive n-Zn0.5Cd0.5O/p-InSe Heterostructures Prepared by Magnetron Sputtering

Abstract

This paper studied the electrical and photovoltaic properties of n-Zn0.5Cd0.5O/p-InSe heterostructures. The n-Zn0.5Cd0.5O film was deposited onto InSe substrate by magnetron sputtering. The advantage of using InSe as the substrate is a simple technology. The atomically smooth surface of the substrate was obtained by simple mechanical exfoliation due to chemical bonding feature of InSe crystals. It did not contain bro- ken bonds and did not require further polishing. The quality of the grown Zn0.5Cd0.5O film was controlled by AFM. The structure of the Zn0.5Cd0.5O film and its growth processes were analyzed on the basis of AFM data. The measurement of current-voltage characteristics at different temperatures was performed for the purpose of determining the mechanism of current flow in the studied heterostructures. The features of forward and reverse branches of current-voltage characteristics were discussed. The value of the diode co- efficient was calculated. The capacity-voltage characteristics were measured at room temperature. The height of the potential barrier at the interface was calculated. The photoresponse spectra of heterostruc- tures were studied. New regularities were found that cannot be explained within the framework of the im- purity photoconductivity model. В роботі проведено дослідження електричних та фотоелектричних властивостей гетероструктури n-Zn0.5Cd0.5O/p-InSe. Плівка Zn0.5Cd0.5O наносилась на підкладку InSe методом магнетронного розпи- лення. Перевагою використання InSe є проста технологія виготовлення підкладки. Атомарно-гладка поверхня підкладки отримується простим механічним сколюванням завдяки особливостям хімічного зв'язку кристалів InSe. Вона не містить розірваних зв'язків та не потребує подальшого полірування. Якість вирощеної плівки Zn0.5Cd0.5O перевірялась за допомогою АСМ мікроскопії. На основі АСМ зо- бражень проаналізовано структуру плівки Zn0.5Cd0.5O та процеси її росту. Для визначення механізму протікання струму в досліджуваній гетероструктурі були проведені виміри ВАХ при різних темпера- турах. Обговорено хід прямих та обернених віток. Визначено значення діодного коефіцієнту. Прове- дені виміри ВФХ при кімнатній температурі. Визначена висота потенційного бар’єру на інтерфейсі. Досліджено спектри фотовідгуку гетероструктури. Встановлено нові закономірності, які не можна по- яснити в рамках моделі домішкової фотопровідності