Numéro
Rev. Phys. Appl. (Paris)
Volume 25, Numéro 8, août 1990
Page(s) 807 - 815
DOI https://doi.org/10.1051/rphysap:01990002508080700
Rev. Phys. Appl. (Paris) 25, 807-815 (1990)
DOI: 10.1051/rphysap:01990002508080700

MoSe2 thin films synthesized by solid state reactions between Mo and Se thin films

J. Pouzet1 et J.C. Bernede2

1  Laboratoire de Physique Cristalline, IPCM, UMR110, F-44072 Nantes Cedex, France
2  Laboratoire de Physique des Matériaux et Composants de l'Electronique, Faculté des Sciences et des Techniques de Nantes, 2 rue de la Houssinière, 44072 Nantes Cedex 3, France


Abstract
MoSe2 coatings were obtained by solid state reaction, induced by annealing, between the Mo and Se constituents in thin films form. The films have been investigated by X ray analysis, XPS analysis, scanning electron microscopy, electron microprobe analysis, optical absorption and electrical resistivity measurements. It was found that, while the films are stoichiometrics, MoSe2 in the hexagonal form was difficult to obtain even at temperature as high as 850 K. However thin films annealed under selenium pressure at only 770 K are well crystallized. The electrical resistivity is governed by hopping conduction in the low temperature range (80-200 K) and by grain boundary scattering mechanisms at higher temperature.


Résumé
Après dépôt par évaporation de fines couches superposées de molybdène et de sélénium (Mo/Se/Mo/Se... Mo), un recuit de ces structures permet l'obtention de couches minces de MoSe2. Les couches ont été caractérisées par diffraction des rayons X, spectroscopie de photoélectrons (XPS), microscopie électronique à balayage, microsonde électronique, absorption optique et par étude de l'évolution de leur résistivité en fonction de la température. On montre que, quoique les couches soient stoechiométriques, la structure hexagonale de MoSe2 est difficile à obtenir, même après recuits à des températures de 850 K. Cependant, des couches recuites sous pression de sélénium à seulement 770 K sont bien cristallisées. La conductivité électrique est contrôlée par une conduction par sauts dans le domaine des basses températures (80-200 K) et par diffusion des porteurs au niveau des joints de grains entre 300 et 550 K.

PACS
6855 - Thin film growth, structure, and epitaxy.
8115N - Thin film growth from solid phases.
6822 - Surface diffusion, segregation and interfacial compound formation.
7360F - Electronic properties of semiconductor thin films.
7960E - Photoelectron spectra of semiconductors and insulators.
6170N - Grain and twin boundaries.

Key words
electron probe analysis -- electronic conduction in crystalline semiconductor thin films -- grain boundaries -- materials preparation -- molybdenum compounds -- semiconductor materials -- semiconductor thin films -- X ray photoelectron spectra -- semiconductors -- thin films -- solid state reaction -- annealing -- XPS -- electron microprobe analysis -- optical absorption -- electrical resistivity -- hopping conduction -- grain boundary scattering -- MoSe sub 2