Growth and characterization of lead selenide

dc.contributorAalto-yliopistofi
dc.contributorAalto Universityen
dc.contributor.advisorDrost, Robert
dc.contributor.authorHaapalinna, Aino
dc.contributor.schoolPerustieteiden korkeakoulufi
dc.contributor.supervisorLiljeroth, Peter
dc.date.accessioned2024-04-02T08:10:28Z
dc.date.available2024-04-02T08:10:28Z
dc.date.issued2024-01-12
dc.description.abstractLead selenide is a IV-VI semiconductor, which principal property is its narrow band gap. The direct band gap of only 0.26 eV makes lead selenide sensitive to low-energy radiation, and thus it has been used widely, e.g., in infrared detectors. The use of lead selenide in the above-mentioned purpose, as well as in the study of its properties, require clean uniform samples, and thus manufacturing it in pure two-dimensional films is desirable. Molecular beam epitaxy offers a way of growing materials in a highly controlled manner in an ultra-high vacuum, and thus satisfies the demand. In this bachelor’s thesis, we optimized the growth of lead selenide on molecular beam epitaxy, in the pursuit of uniform monolayer islands that would exhibit the characteristic rectangular lattice structure of lead selenide. Samples grown with molecular beam epitaxy were characterized through scanning electron microscopy, which allowed examining the surface morphology of the sample on a nanoscale. Major challenges regarding the sample coverage complicated finding optimal growth parameters, and the acquired results show some unexpected growth formations, which contradict the known structure of lead selenide. This naturally prompts new questions about the growth of lead selenide concerning especially its structure and composition, which calls for further study on the topic.en
dc.description.abstractLyijyseleniidi on ryhmän IV-VI puolijohde, joka tunnetaan ensisijaisesti kapeasta kaistaerostaan. 0.26 eV suoran kaistaeron johdosta lyijyseleniidi on herkkä havaitsemaan matalaenergistä säteilyä, minkä vuoksi sitä on käytetty laajalti muun muassa infrapunasensoreissa. Lyijyseleniidin käyttö yllämainittuun tarpeeseen, sekä sen ominaisuuksien tutkiminen vaativat puhtaita ja tasaisia näytteitä, minkä takia siitä tulee valmistaa virheettömiä kaksiulotteisia kalvoja. MBE mahdollistaa kasvattamisen tarkan hallinnan UHV-kammiossa, ja täyttää siten vaatimukset. Tässä opinnäytetyössä optimoimme lyijyseleniidin kasvatuksen MBE:llä, tavoitteenamme kasvattaa tasaisia yksikerroksisia saarekkeita, joissa näkyisi lyijyseleniidille tyypillinen suorakulmainen hilarakenne. MBE:llä kasvatetut näytteet karakterisoitiin pyyhkäisyelektronimikroskoopilla, joka mahdollistaa näytteen pinnan muodon analysoimisen nanoskaalalla. Haasteet näytteiden peittävyyden suhteen vaikeuttivat optimaalisten kasvuparametrien löytämistä, ja saadut tulokset osoittavat odottamatonta kasvua, joka ei tue lyijyseleniidin tunnettua rakennetta. Tämä luonnollisesti tuo esiin uusia kysymyksiä lyijyseleniidin kasvusta, erityisesti sen rakenteen ja koostumuksen suhteen, minkä takia aihetta täytyisi tutkia pidemmälle.fi
dc.format.extent18
dc.format.mimetypeapplication/pdfen
dc.identifier.urihttps://aaltodoc.aalto.fi/handle/123456789/127318
dc.identifier.urnURN:NBN:fi:aalto-202404022947
dc.language.isoenen
dc.programmeTeknistieteellinen kandidaattiohjelmafi
dc.programme.majorTeknillinen fysiikkafi
dc.programme.mcodeSCI3028fi
dc.subject.keywordmMolecular beam epitaxyen
dc.subject.keywordlead selenideen
dc.subject.keywordqrowth islandsen
dc.titleGrowth and characterization of lead selenideen
dc.typeG1 Kandidaatintyöfi
dc.type.dcmitypetexten
dc.type.ontasotBachelor's thesisen
dc.type.ontasotKandidaatintyöfi
Files
Original bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
Haapalinna_Aino_2024.pdf
Size:
19.32 MB
Format:
Adobe Portable Document Format
Download