Preparation and properties of GaSxSe1–x solid solutions

Abstract

Single crystals of the composition GaSxSe1–x, with 0 ≦ x ≦ 1, have been obtained from the vapour using the “iodine assisted transport method” and from the melt using the “Bridgman-Stockbarger method”. The former method gives mainly platelike crystals with dimensions depending on the chemical composition. By the latter method one obtains single crystal ingots, the perfection and orientation of which depends on the growth conditions. The chemical composition of the crystal obtained in each growth run has been determined by atomic absorption spectrometry. Precise optical absorption measurements, carried out at room temperature, show that both direct and indirect energy gaps vary linearly with x. Slight energy differences result between melt and vapour grown crystals in the range 0 ≦ x ≦ 0.4. A comparison of the obtained results indicates that melt growth is preferable in the preparation of GaSxSe1–x solid solutions. Nous avons obtenue des monocristaux de composition GaSxSe1–x, avec 0 ≦ x ≦ 1, à partir de la phase vapeur avec la méthode du „Transport chimique avec le iode”︁ et à partir de la phase liquide avec la méthode de „Bridgman-Stockbarger”︁. La première méthode fournit principalement plaques monocristallines avec des dimensions dépendentes de la composition chimique. La seconde méthode fournit lingots monocristallins, la perfection et l'orientation desquels depends des conditions de croissance. Nous avonc déterminé, avec la spectrométrie par absorption atomique, la composition chimique des cristaux obtenus in chaque expérience de croissance. Measures précises d'absorption optique, réalisés à 300 °K, indiquent que soit le gap direct, soit le gap indirect varient linèarement avec x. Faibles différences entre l'interval 0 ≦ x ≦ 0,4 ont été observé entre les valeurs des gaps des cristaux obtenues de la phase vapeure et celle-ci des cristaux obtenues de la phase liquide. En comparant les résultats obtenus, on trouve que la méthode de croissance de Bridgman-Stockbarger est préférable pour la préparation des solutions solides.