초록
CBD방법으로 성장하여 $450^{\circ}C$로 열처리한 ZnSe 박막은 회전 무늬로부터 외삽법으로 구한 격자상수 $a_0$가 $5.6678\;{\AA}$인 zinc blend임을 알았다. Van der Pauw 방법으로 측정한 Hall 데이터에 의한 이동도는 10 K에서 150 K 까지는 불순물 산란 (impurity scatterimg)에 의하여, 150 K에서 293 K까지는 격자산란 (lattice scattering)에 의하여 감소하는 경향을 나타냈다. 또한 운반자 농도의 ln n대 1/T에서 구한 활성화 에너지($E_a$)는 0.27 eV였다. 투과 곡선의 투과단으로 본 띠 간격은 293 k에서 $2,700{\underline{5}}\;eV$이었던 것이 10K에서는 $2.873{\underline{9}}\;eV$로 변하였다. 광전류 봉우리 위치를 투과단과 비교할 때 293 K에서 30 K까지 관측된 한 개의 봉우리는 가전자대 ${\Gamma}_8$에서 전도대 ${\Gamma}_6$로 전이에 의한 광전류 봉우리이고, 10K에서 관측된 단파장대 417.3 nm($2.971{\underline{4}}\;eV$)의 봉우리는 가전자대 ${\Gamma}_7$에서 전도대 ${\Gamma}_6$로, 431.5 nm($2.873{\underline{3}}\;eV$)의 봉우리는 가전자대 ${\Gamma}_8$에서 전도대 ${\Gamma}_6$로 전이에 의한 광전류 봉우리가 관측된 것으로 판단된다. 광전류 봉우리의 10K에서 단파장대의 가전자대 갈라짐(splitting)에 의해서 측정된 ${\Delta}so$(spin orbit coupling)는 $0.098{\underline{1}}\;eV$ 였다. 10 K에서 광발광 봉우리의 440.7 nm($2.812{\underline{7}}\;eV$)는 자유 엑시톤(free exciton : $E_x$), 443.5 nm ($2.795{\underline{5}}\;eV$)는 주개-얽매인 엑시톤(donor-bound exciton) 인 $I_2(D^0,\;X)$와 445.7 nm ($2.781{\underline{8}}\;eV$)는 반개-얽매인 엑시톤(acceptor-bound exciton) 인 $I_1(A^0,X)$이고, 460.5 nm ($2.692{\underline{3}}\;eV$)는 주개-받개쌍(donor-acceptor pair:DAP) 발광, 580 nm ($2.137{\underline{6}}\;eV$)는 self activated(A)에 기인하는 광발광 봉우리로 분석된다.
The ZnSe sample grown by chemical bath deposition (CBD) method were annealed in Ar gas at $45^{\circ}C$. Using extrapolation method of X-ray diffraction pattern, it was found to have zinc blend structure whose lattice parameter $a_o$ was $5.6687\;{\AA}$. From Hall effect, the mobility was likely to be decreased by impurity scattering at temperature range from 10 K to 150 K and by lattice scattering at temperature range from 150 K to 293 K. The band gap given by the transmission edge changed from $2.700{\underline{5}}\;eV$ at 293 K to $2.873{\underline{9}}\;eV$ at 10 K. Comparing photocurrent peak position with transmission edge, we could find that photocurrent peaks due to excition electrons from valence band, ${\Gamma}_8$ and ${\Gamma}_7$ and to conduction band ${\Gamma}_6$ were observed at photocurrent spectrum. From the photocurrent spectra by illumination of polarized light on the ZnSe thin film, we have found that values of spin orbit coupling splitting ${\Delta}so$ is $0.098{\underline{1}}\;eV$. From the PL spectra at 10K, the peaks corresponding to free bound excitons and D-A pair and a broad emission band due to SA is identified. The binding energy of the free excitons are determined to be $0.061{\underline{2}}\;eV$ and the dissipation energy of the donor -bound exciton and acceptor-bound exciton to be $0.017{\underline{2}}\;eV$, $0.031{\underline{0}}\;eV$, respectively.