Belke, Christopher: Untersuchung von Dünnschicht-Übergangsmetall-Chalkogeniden hinsichtlich ihrer elektrischen Eigenschaften. Hannover : Gottfried Wilhelm Leibniz Universität, Diss., 2021, 213 S. DOI: https://doi.org/10.15488/10575
Zusammenfassung: | |
Im Rahmen dieser Arbeit wurden Degradations-, optische AbsorptionsundTransportmessungen an ausgewählten Übergangsmetallchalkogenidenuntersucht. Dafür wurden dünne Schichten der Materialien HfSe2,ZrS3 und HfTe5 präpariert und untersucht.Zunächst konnte beim Übergangsmetalldichalkogenid HfSe2 unterNormalbedingungen eine Degradation festgestellt werden, die aufEinlagerung von Sauerstoff mit einem Diffusionsprozess durch dasOxid zurückzuführen war. Die Sauerstoffeinlagerung verursachte einep-Dotierung im Material.In dem Zirkoniumverbund des Trisulfids ZrS3 wurden am Bulkmaterialeine indirekte Bandlücke mit einer Energie EG = 1.81 eV und einedirekte Bandlücke mit EG = 2.33 eV gemessen. Ein dauerhafter Photoeffekt konnte auf mindestens 3 Mechanismen mit verschiedenen charakteristischenZeitkonstanten von 2 Minuten bis hin zu über 3 Stundenzurückgeführt werden. Das Maß für die Unordnung des Systems konntemit der Urbach-Energie EU = 86 meV bestimmt werden. Bei zusätzlichangelegten elektrischen Feldern in Abhängigkeit der Beleuchtungsstärkelässt sich ein Photogating-Effekt aus zwei verschiedenen Störstellenin der Bandlücke beobachten.Bei dem Übergangsmetallpentachalkogenid HfTe5 konnte dieLifshitz-Verschiebung mit einer Kompensation der Fermi-Energie durchdie Backgatespannung nachgewiesen werden. Darüber hinaus wurdeeine deutliche Erhöhung der Mobilität zwischen 100 K und 150 K miteiner korrespondieren Zunahme der elektrischen Leitfähigkeit festgestellt.In Abhängigkeit der Dicke des Materials konnte eine drastischeÄnderung der Energie der Bandlücke von 40 meV bis 304 meV erstmalsgezeigt werden. In the context of thiswork, degradation, optical absorption and transportmeasurements on selected transition metal chalcogenides were investigated.For this, thin layers of the materials HfSe2, ZrS3 and HfTe5 wereprepared and examined.First of all, the transition metal dichalcogenide HfSe2 showed degradationunder normal conditions, which was due to the incorporation ofoxygen with a di usion process through the oxide. The oxygen storagecaused a p-doping in the material.In the zirconium composite of the trisulfide ZrS3, an indirect band gapwith an energy EG = 1.81 eV and a direct band gap with EG = 2.33 eVwere measured on the bulk material. A permanent photo conductivitycould be attributed to at least 3 mechanisms with different characteristictime constants from 2 minutes to over 3 hours. The degree forthe disorder of the system could be determined with the Urbach energyEU = 86 meV. With additionally applied electric fields depending on theilluminance, a photogating e ect from two different impuritiy traps inthe band gap can be observed.For the transition metal pentachalcogenide HfTe5, the Lifshitz transitioncould be verified by compensating the Fermi energy through thebackgate voltage. In addition, a signi cant increase in mobility between100 K and 150 K with a corresponding increase in electrical conductivitywas found. Depending on the thickness of the material, a drastic changein the energy of the band gap from 40 meV to 304 meV could be shownfor the first time. | |
Lizenzbestimmungen: | CC BY 3.0 DE |
Publikationstyp: | DoctoralThesis |
Publikationsstatus: | publishedVersion |
Erstveröffentlichung: | 2021 |
Die Publikation erscheint in Sammlung(en): | Fakultät für Mathematik und Physik Dissertationen |
Pos. | Land | Downloads | ||
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Anzahl | Proz. | |||
1 | Germany | 306 | 81,60% | |
2 | United States | 22 | 5,87% | |
3 | China | 20 | 5,33% | |
4 | Netherlands | 8 | 2,13% | |
5 | No geo information available | 4 | 1,07% | |
6 | Austria | 3 | 0,80% | |
7 | Taiwan | 2 | 0,53% | |
8 | Sweden | 2 | 0,53% | |
9 | Kazakhstan | 2 | 0,53% | |
10 | Korea, Republic of | 2 | 0,53% | |
andere | 4 | 1,07% |
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