Etude sur les défauts chimiques profonds dans le composé CuInSe2

Abstract

Dans ce travail, des échantillons monocristaux de CuInSe2, crûs par la technique de Bridgman à déplacement vertical, de haute qualité sont caractérisés par trois techniques de mesure : la spectroscopie transitoire à niveaux profonds (DLTS), la spectroscopie transitoire à porteurs minoritaires (MCTS) et la spectroscopie photoacoustique (SPA). Des lingots cristallins de CuInSe2 ont été crus. La structure chalcopyrite de leur poudre a été vérifiée aux rayons X. Les propriétés optiques d’absorption des échantillons utilisés ont été analysées dans la gamme des photons d’énergie allant de 0.6 à 1.3 eV à partir de mesures effectuées à température ambiante en utilisant la technique de spectroscopie de photoacoustique. Ensuite, des contacts Schottky en aluminium ont été déposés sur le matériau de type p dans un système d’évaporation pour les analyses DLTS et MCTS. L’analyse de la dépendance spectrale du coefficient d’absorption extraite à partir de mesures photoacoustiques a montré que le gap des échantillons est E g = 1.017 eV, ce qui concorde parfaitement avec les données publiées. Il a été révélé la présence de deux états de défaut majeurs peu profonds, très proches de la bande de valence à h = 1.01 eV (L1) et h = 1.02 eV (L2), mais également quatre niveaux de défaut profond ayant les énergies d'activation 270, 322, 333 et 344 meV correspondant respectivement aux niveaux E4, E3, E2 et E1. Les mesures DLTS ont révélé la présence de trois pièges à porteurs majoritaires dans les échantillons (de conductivité électrique p) d'énergies d'activation de 195, 378 et 526 meV. Les deux premiers niveaux se comparent bien aux niveaux détectés par la technique de photoacoustique. La technique MCTS a révélé la présence d’un piège de porteurs minoritaires à 271 meV, ce qui concorde bien avec celui observé lors des mesures photoacoustiques.