기판온도에 따른 PbTe 박막의 구조 및 전기적 물성

Structure and Electrical Properties of PbTe Thin Film According To The Substrate Temperature

Pulsed laser deposition법에 의하여 양질의 PbTe 박막을 다양한 기판온도에 따라 성장시켰다. XRD패턴으로 부터 각 온도에서의 PbTe층들은 결정화가 되어있음을 알 수 있었다. 또한 PbTe 박막의 XRD 피크들은 (h00)의 방향성을 나타내고 있다. Pb의 재증발로 인하여 $400^{\circ}C$이상에서는 PbTe 박막은 결정성의 박막으로 형성되지 않았다. AFM 이미지로부터 박막의 표면은 작은 granular 결정들과 평탄한 매트릭스로 구성되어 있음이 관찰되었다. 기판온도의 증가에 따라 표면의 입자들이 커지는 것을 알 수 있었다. Hall-effect 측정으로부터 $300^{\circ}C$에서 성장한 PbTe 박막의 전기적 특성은 $3.68{\times}10^{18}cm^{-3}$의 캐리어 농도와 $148\;cm^2/Vs$의 Hall 이동도를 나타내었다.

PbTe thin films of high quality were deposited on HF-treated Si(100) substrates at various substrate temperature by pulsed laser deposition technique. XRD patterns showed that PbTe layers were well-crystallized to a cubic phase with (h00) preferred orientation with the substrate temperature up to $300^{\circ}C$. PbTe films could not form at substrate temperature above $400^{\circ}C$ because of reevaporation of the Pb. According to AFM image, the surface of films was composed of small granular crystals and flat matrix. According to the increase of substrate temperature, the grain size at film surface becomes larger. By Hall-effect measurement, the carrier concentration and Hall mobility of n-type PbTe films grown by $T_{sub}=300^{\circ}C$ were $3.68{\times}10^{18}cm^{-3}$ and $148\;cm^2/Vs$, respectively.