Effect of oxygen adsorption and desorption on polycrystalline semiconductor layers

Effet de l’adsorption et de la désorption d’O2 sur des couches semi-conductrices polycristallines

A. Ain-Souya1, A. Haddad1, R. Rehamnia2, M.Ghers1*

1Laboratoire d’Etude des Surfaces et Interfaces de la Matière Solide - LESIMS

Equipe de Physique des Surfaces et Détecteurs – EPSD - Département de Physique

2Laboratoire d'Electrochimie – Département de Chimie

Faculté des Sciences, Université Badji Mokhtar de Annaba

B.P.12 Annaba Algérie

* Corresponding author: Ghers Mokhtar, E-mail: ghers_mokhtar@yahoo.fr

Received: 10 April 2004; revised version accepted: 01 June 2005

Abstract

The regeneration of polycrystalline semiconductor layers of CdSe, ZnO and SnO2, after adsorption of oxygen at various temperatures, was carried out by thermal desorption of this gas. This process is followed by the variation of surface electric resistance of the layers. The maximum rate of adsorbed oxygen was observed at 200°C for CdSe and ZnO and at 80°C for SnO2. For a total regeneration, a temperature programmed desorption (D R-T.P.D.) appeared necessary. It allows a differential contribution of energies of desorption of the various species adsorbed by rise in the temperature at slow speed of 3°C/mn. Total regeneration shows the reversible nature of the interaction of oxygen with these layers and confirms their stability, as well as the possibility of their use as gas-detectors.

Key words: CdSe; ZnO; SnO2; Semiconductor; surface states; Adsorption; Desorption; Oxygen; Gas; Conductance; Detector.

Résumé

La regénération de couches semi-conductrices polycristallines de CdSe, ZnO et SnO2, après adsorption d’oxygène à différentes températures, a été réalisée par désorption thermique de ce gaz. Ce processus est suivi par la variation de la résistance électrique superficielle des couches. Le taux maximum d’oxygène adsorbé a été observé à 200°C pour CdSe et ZnO et 80°C pour SnO2. Pour une régénération totale, une désorption programmée en température (D R-D.P.T) s’est révélée nécessaire. Elle permet un apport différentiel des énergies de désorption des différentes espèces adsorbées par élévation de la température à vitesse lente de 3°C/mn. La regénération totale montre la nature réversible de l’interaction de l’oxygène avec ces couches et renseigne sur leur stabilité, ainsi que la possibilité de leur utilisation comme détecteurs de gaz.

Mots clés: CdSe; ZnO;SnO2; Semi-conducteur; Etats superficiels; Adsorption; Désorption; Oxygène; Gaz; Conductance; Détecteur.

© 2015