The effects of substrate temperature on the optical properties of Pb1–xSnxTe films formed by molecular beam epitaxy

Abstract

The optical properties are studied of Pb1–xSnxTe films grown using molecular beam epitaxy from a single source of Pb0.8Sn0.2Te on KCl (100) substrates in the temperature range 250 to 350 °C. Pb1–xSnxTe is found to be a direct band gap material with absorption coefficient of the order of 103 cm−1 near and above the fundamental absorption region. The energy gap Eg at room temperature is determined for these films from the IR transmittance and reflectance spectra. The refractive index nr is studied in the spectral range 7.3 to 25.6 μm and its value in the range 7.3 to 11.5 μm for one of the films grown at 325 °C is found to be close to the bulk value. The variation of nr with substrate temperature is reported. Die optischen Eigenschaften von Pb1–xSnxTe-Schichten werden untersucht, die mittels Molekularstrahlepitaxie aus einer Einzelquelle von Pb0,8Sn0,2Te auf KCl-(100)-Substrate im Temperaturbereich von 250 bis 350 °C hergestellt werden. Es wird gefunden, das Pb1–xSnxTe ein Material mit direkter Bandlucke ist mit einem Absorptionskoeffizienten der Grosenordnung 103 cm−1 in der Nahe und oberhalb des Grundgitterabsorptionsbereichs. Die Energielucke Eg bei Zimmertemperatur wird fur diese Schichten aus den IR-Transmissions- und Reflexionsspektren bestimmt. Der Brechnungsindex nr wird im Spektralbereich 7,3 bis 25,6 μm untersucht und es wird gefunden, das sein Wert im Bereich 7,3 bis 11,5 μm fur eine der bei 325 °C gewachsenen Schichten in der Nahe des Volumenwertes liegt. Eine Anderung von nr mit der Substrattemperatur wird ebenfalls gefunden.