MgGa$_2$Se$_4$신반도체 단결정을 사용한 광전도도 소자 제작에 관한 연구

A Study on the Photoconductive Cell Production of New Semiconductor Using MgGa$_2$Se$_4$Single Crystals

MgGa2Se4 및 MgGa2Se4 : Co2+단결정을 bridgman 방법으로 성장하여 광흡수와 광발광을 가시광 영역과 근적외선 영역에서 조사하였다. 광흡수 스펙트럼은 MgGa2Se4단결정의 Td Symmetry를 갖는 host lattice에 점유하여 바닥상태와 여기상태의 Co2+ ion 에너지 ㅣlevel간 전자전이에 의해서 760nm, 1640nm, 그리고 2500nm에서 3개의 흡수피크를 관측하였다. 광발광 스펙트럼에서 이 단결정은 가시광 발광ㄸ들을 관찰하였다.가시영역의 발광 band들은 에너지 준위도에서 제안된 바와 같이 자전자대의 우의 꼭대기 acceptor 준위에서 전도대 아래의 밑에 분포된 trap으로부터 끊임없이 전자전에 의한다고 볼수 있다. 한편, 이들은 적외선 발광 band가 deep level에서 acceptor level부터 전자전이에 기인한다고 고려할 수 있다. 광전이의 mechanism은 MgGa2Se4 결정의 에너지 diagram의 항으로 잘 설명되고 있다.

Optical absorption and photoluminescences(PL) of MgGa2Se4 and MgGa2Se4 : Co2+ single crustals were guown by the Bridgman method have been investigated in the visible and near-in frared regions. The optical absorption spectrum showed three absorption peak at 760 nm(13158nm, -1, 1.63eV), 1640nm(6097cm-1, 0.75eV).and 2500nm(4000cm-1,0.49eV) which are assigned the electronic transitions between the ground state and excited states of Co2+ ions with Td sym-metry in MgGa2Se4 host lattice. In PL spectrum the visible emission bands as well as the infrared emission band in these single cuystals are obserned. The visible emission bands are explained due to the radiative transitions of electrons from quasi continusly distributed tarps below the bottom of the conduction band to acceptor levels above the top of the valence band in the proposed energy level scheme. At the same time, it is considered that the infrated emission bands are attributed to electron transitions from the deep levels to the acceptor levels. The mechanism of the optical transition os well explained in terms of the energy diagram of MgGa2Se4.