Gallium selenide thin films grown on silicon by plasma-enhanced chemical vapor deposition

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Gallium selenide (GaSe) thin films on silicon (111) have been first grown by plasma-enhanced chemical vapor deposition (PECVD) using high-purity elemental gallium and selenium as the precursors. The reactive plasma components formed in the gas phase have been studied by optical emission spectroscopy. All grown films have a stoichiometry similar to that of GaSe. An increase in the plasma discharge power to 50 W and higher leads to the formation of an ε-GaSe phase, an improvement in the structural quality of the films, and an increase in the grain sizes with simultaneous grain compaction.

Full Text

Restricted Access

About the authors

M. A. Kudryashov

Nizhny Novgorod State Technical University; Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod

Author for correspondence.
Email: mikhail.kudryashov1986@yandex.ru
Russian Federation, Nizhny Novgorod; Nizhny Novgorod

L. A. Mochalov

Nizhny Novgorod State Technical University; Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod

Email: mikhail.kudryashov1986@yandex.ru
Russian Federation, Nizhny Novgorod; Nizhny Novgorod

Y. P. Kudryashova

Nizhny Novgorod State Technical University; Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod

Email: mikhail.kudryashov1986@yandex.ru
Russian Federation, Nizhny Novgorod; Nizhny Novgorod

E. A. Slapovskaya

Lobachevsky State University of Nizhny Novgorod

Email: mikhail.kudryashov1986@yandex.ru
Russian Federation, Nizhny Novgorod

References

  1. Grzonka J., Claro M.S., Molina-Sánchez A., Sadewasser S., Ferreira P.J. // Adv. Funct. Mater. 2021. V. 31. № 48. P. 2104965.
  2. Jiang B., Hao Z., Ji Y., Hou Y., Yi R., Mao D. et al. // Light Sci. Appl. 2020. V. 9. № 1. P. 63.
  3. Curreli N., Serri M., Zappia M.I., Spirito D., Bianca G., Buha J. et al. // Adv. Electron. Mater. 2021. V. 7. № 3. P. 2001080.
  4. Urakami N., Nakakura S., Hashimoto Y. // Appl. Phys. Express. 2023. V. 16. № 5. P. 056503.
  5. Tonndorf P., Schwarz S., Kern J., Niehues I., Pozo-Zamudio O. Del, Dmitriev A.I. et al. // 2D Mater. 2017. V. 4. No. 2. P. 021010.
  6. Shevchenko O.N., Mikerin S.L., Kokh K.A., Nikolaev N.A. // Appl. Sci. Sci. 2023. V. 13. № 4. P. 2045.
  7. Castellano A. // Appl. Phys. Lett. 1986. V. 48. № 4. P. 298.
  8. Chang C.-C., Zeng J.-X., Lan S.-M., Uen W.-Y., Liao S.-M., Yang T.-N. et al. // Thin Solid Films. 2013. V. 542. P. 119.
  9. Liu C.-W., Dai J.-J., Wu S.-K., Diep N.-Q., Huynh S.-H., Mai T.-T. et al. // Sci. Rep. 2020. V. 10. № 1. P. 12972.
  10. Sakr G.B. // Mater. Sci. Eng. B. 2007. V. 138. № 1. P. 1.
  11. Mahmoud W.E., Al-Ghamdi A.A., Shirbeeny W., Al-Hazmi F.S., Khan S.A. // Superlattices Microstruct. 2013. V. 63. P. 162.
  12. Elamin A.A., Alsulaim G. // Asp. Min. Miner. Sci. 2023. V. 10. № 5. P. 1188.
  13. Jian S.-R., Juang J.-Y., Luo C.-W., Ku S.-A., Wu K.-H. // J. Alloys Compd. 2012. V. 542. P. 124.
  14. Ohyama M., Fujita Y. // Surf. Coatings Technol. 2003. V. 169-170. P. 620.
  15. Kudryashov M., Mochalov L., Nezdanov A., Kornev R., Logunov A., Usanov D. et al. // Superlattices Microstruct. 2019. V. 128. P. 334.
  16. Usanov D., Nezhdanov A., Kudryashov M., Krivenkov I., Markelov A., Trushin V. et al. // J. Non. Non. Cryst. Solids. 2019. V. 513. P. 120.
  17. Sazanova T.S., Mochalov L.A., Logunov A.A., Kudryashov M.A., Fukina D.G., Vshivtsev M.A. et al. // Nanomaterials. 2022. V. 12. № 11. P. 1838.
  18. Minkov D., Angelov G., Nestorov R., Nezhdanov A., Usanov D., Kudryashov M., Mashin A. // Materials (Basel). 2020. V. 13. № 13. P. 2981.
  19. Mochalov L., Logunov A., Kudryashov M., Prokhorov I., Sazanova T., Yunin P. et al. // ECS J. Solid State Sci. Technol. 2021. V. 10. № 7. P. 073002.
  20. Ruedy J.E., Gibbs R.C. // Phys. Rev. 1934. V. 46. № 10. P. 880.
  21. Erdevdy M., Markush P., Shpenik O., Zvenihorodsky V. // Eur. Phys. J. D. 2015. V. 69. № 1. P. 17.
  22. Smirnov Y.M. // High Temp. 2006. V. 44. № 5. P. 656.
  23. Shirai T., Reader J., Kramida A.E., Sugar J. // J. Phys. Phys. Chem. Ref. Data. 2007. V. 36. № 2. P. 509.
  24. Mansurov V.G., Galitsyn Y.G., Malin T.V., Thijs S.A., Fedosenko E.V., Kozhukhov A.S. et al. // FTP. 2018. V. 52. № 12. P. 1407.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Schematic representation of a plasma-chemical installation for the synthesis of thin GaSe films.

Download (491KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Emission spectra of Ar–Se (1), Ar–Ga (2) and Ar–Ga–Se (3) mixtures.

Download (279KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Map of the distribution of elemental gallium and selenium on the surface of a film deposited on silicon at a plasma power of 50 W.

Download (548KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Diffraction patterns of gallium selenide films deposited at different plasma power values.

Download (256KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. SEM images of gallium selenide films deposited at different plasma powers: 30 (a), 50 (b) and 70 W (c). Scale bar 200 nm.

Download (679KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».