The kinetics of the light-enhanced vaporization of amorphous As2S3 thin films

Abstract

The kinetics of light-enhanced vaporization (LEV) of arsenic trisulfide at ≈ 200°C due to surface photooxidation is measured by the rotating-sector method. The LEV kinetics resembles the photoconductivity kinetics in this material with two time constants: ≈ 3 × 10−5 s and ≈ 5 × 10−2 s. The results are interpreted in terms of photocarriers which are created in a thin layer below the As2S3 surface and migrate to the surface, where they catalyze the oxidation reaction. This reaction yields As4O6 and S2 molecules, which vaporize rapidly due to their high vapor pressure. The LEV rate is found to depend on the substrate material, but the substrate does not influence the photocarrier time constants. Die Kinetik der durch Oberflachen-Photooxidation bedingten lichterhohten Verdam pfung (LEV) von Arsentrisulfid bei ≈ 200°C wird mit der Methode des rotierenden Sektors untersucht. Die LEV-Kinetik gleicht der Photoleitungskinetik in diesem Material, wobei zwei Zeitkonstanten von ≈ 3 × 10−5 s und ≈ 5 × 10−2 s auftreten. Die Ergebnisse werden mittels Photoladungstragern interpretiert, die in einer dunnen Schicht unterhalb der As2S3-Oberflache erzeugt werden und zur Oberflache wandern, wo sie die Oxidationsreaktion katalysieren. Diese Reaktion ergibt As4O6-und S2-Molekule, die auf Grund ihres hohen Dampfdruckes rasch verdampfen. Es wird gefunden, das die LEV-Rate vom Substratmaterial abhangt, wobei aber das Substrat die Zeitkonstanten der Photoladungstrager nicht beeinflust.