Caracterização de filmes finos de CdTe por meio de teoria de escala anômala

Abstract

Filmes de telureto de cádmio crescidos sobre substratos de vidro recobertos com oxido de estanho dopado com flúor (TCO) foram estudados usando a teoria de escala dinâmica proposta por Lopez et al. [Phys. Rev. Lett. 84, 2199 (2000)]. As amostras foram crescidas por Ferreira et al. [Appl. Phys. Lett. 88, 244102 (2006)] usando a técnica de epitaxia por paredes quentes e as propriedades de escala da interface foram investigadas neste trabalho através do espectro de potência, da função de correlação de alturas e da espessura da interface. A teoria usada possui seis expoentes de escala, sendo quatro independentes. Entretanto, para classificar qual regime de crescimento o sistema obedece deve-se analisar três desses expoentes, a saber, α, αloc e αs relacionados com as flutuações globais, locais e do espectro de potência da interface, respectivamente. Os resultados mostram que o sistema estudado apresenta comportamento de escala anômalo caracterizado pelo expoente de rugosidade global diferente da rugosidade local. Mais precisamente, em acordo com a teoria usada, encontramos um regime de crescimento com interfaces facetadas caracterizadas por α loc = 1 e α ≠ α s > 1. Essa previsão da teoria de escala anômala foi corroborada através de microscopia de força atômica das amostras. Conjecturamos que efeitos não-locais originados pela desordem inicial imposta pelo substrato amorfo são os fatores que originam o comportamento de escala anômalo.

Cadmium telluride films grown on glass substrates covered by fluorine doped tin oxide (TCO) were studied by generic dynamical scaling theory proposed by L ópez et al. [Phys. Rev. Lett. 84, 2199 (2000)]. The samples were grown by Ferreira et al. [Appl. Phys. Lett. 88, 244102 (2006)] using hot wall epitaxy and the interface scaling properties were investigated in this work using the power spectrum, height-height correlation function, and interface width. The theory adopted has six scaling exponents, but only four of them are independent. However, in order to classify which growth regime the system follows one should analyze three of these exponents, namely, α, αloc and αs which are related to the global, local, and power spectrum fluctuations, respectively. The results show that the studied system exhibit anomalous scaling behavior characterized by global roughness exponent di fferent from the local one. Actually, in agreement with the adopted theory we have found a growth regime ruled by faceted interfaces, characterized by αloc = 1 and α ≠ αs > 1. This prediction of the anomalous scaling theory was corroborated by atomic force microscopy of the samples. We conjecture that non-local effects, caused by the initial disorder imposed by the amorphous substrate, rule the anomalous scaling.