Rev. Phys. Appl. (Paris) 12, 267-272 (1977)
DOI: 10.1051/rphysap:01977001202026700

Phonons-defects interactions in CdTe

J.L. Tissot, P.L. Vuillermoz et A. Laugier

Laboratoire de Physique de la Matière , Institut National des Sciences Appliquées de Lyon, 20, Avenue Albert Einstein, 69621 Villeurbanne, France

Abstract
A study of electrically inactive defects has been performed on CdTe single crystals by two different experimental techniques : • the low temperature thermal conductivity measurement. It has been used as a tool to study crystal defects, such as clusters, stacking faults or point defects ; • the X ray topography. It completes the first method in showing large aggregates (resolution ≈ 1 μm), dislocation arrays or structural defects. The following observations regarding the experimental results are worth noting. CdTe crystals (undoped, Cl or In doped) have been grown by melting zone or THM. Microprecipitates are found in all CdTe crystals. The concentration varies from 1014 up to 1015 cm-3 and the mean diameter reaches 100 Å or more. This concentration is independant on the doping level and on the crystal growth process. The presence of such a precipitation is probably associated with the chemical and thermal growth conditions of the crystals. The K( T) curves fit by the Callaway phenomenological model indicates a point defect concentration of about 1018 cm-3. The isotopical mass deviation introduces only a concentration of 7 × 1017 cm -3. The excess is ascribed to several origins such as nonstoichiometry in CdTe, doping, chemical impurities or VCd. In X-ray topography large precipitates appear only in crystals not intentionally doped and melting zone purified, or in CdTe : Cl. No correlation is found between large and micro precipitates. Dislocations with atmosphere appear also with a low concentration of about 104 cm-2.

Résumé
Les défauts électriquement inactifs dans CdTe ont été mis en évidence par deux méthodes : • conductivité thermique à basse température, • topographie X. Dans tous les matériaux étudiés, créés par T. H. M. ou fusion de zone, non dopés, dopés au chlore et à l'indium, des microprécipités ont pu être étudiés. Leur concentration, déduite des mesures de conductivité thermique par un calcul basé sur la méthode de Callaway, est comprise entre 1014 et 1015 cm -3 et leur diamètre moyen supérieur ou égal à 100 A. Cette concentration est indépendante du taux de dopage et de la méthode d'élaboration. Des précipités beaucoup plus grands (1 μm) apparaissent en topographie X sur les cristaux non dopés et purifiés par fusion de zone ainsi que sur les matériaux dopés au chlore. Il n'y a pas de corrélation entre ces défauts et les microprécipités.

PACS
6170 - Defects in crystals.
6170B - Interstitials and vacancies.
6320M - Phonon defect interactions.
6670 - Nonelectronic thermal conduction and heat pulse propagation in nonmetallic solids.

Key words
cadmium compounds -- point defects -- precipitation -- thermal conductivity of solids -- X ray diffraction examination of materials -- CdTe -- clusters -- stacking faults -- large aggregates -- dislocation arrays -- structural defects -- point defect concentration -- X ray topography -- low temperature thermal conductivity -- II VI semiconductors -- microprecipitates -- phonon defect interactions -- precipitates