Одержання монокристалу (Ga69.5La29.5Er)2S300 та механізм випромінювання стоксової фотолюмінесценції
| Автори | В.В. Галян1, І.А. Іващенко2, А.Г. Кевшин1, І.Д. Олексеюк2, П.В. Тищенко2, А.П. Третяк1 |
| Приналежність |
1Кафедра експериментальної фізики та технологій інформаційного вимірювання, Східноєвропейський національний університет ім. Л. Українки, вул. Волі, 13, Луцьк, 43009, Україна 2Кафедра неорганічної та фізичної хімії, Східноєвропейський національний університету ім. Л. Українки, вул. Волі, 13, Луцьк, 43009, Україна |
| Е-mail | |
| Випуск | Том 11, Рік 2019, Номер 1 |
| Дати | Одержано 11 серпня 2018; у відредагованій формі 04 лютого 2019; опубліковано online 25 лютого 2019 |
| Посилання | В.В. Галян, І.А. Іващенко, А.Г. Кевшин та ін., Ж. нано- електрон. фіз. 11 №1, 01008 (2019) |
| DOI | https://doi.org/10.21272/jnep.11(1).01008 |
| PACS Number(s) | 78.55.Et, 78.60.Kn, 78.67.Bf |
| Ключові слова | Монокристал (18) , Ербій (2) , Спектр поглинання (4) , Фотолюмінесценція (29) . |
| Анотація |
Дослідження властивостей нових багатокомпонентних халькогенідних монокристалів є одним із основних напрямків сучасної напівпровідникової оптоелектроніки. Особлива увага приділяється вивченню фотолюмінесцентних властивостей халкогенідних напівпровідників у видимому та близькому інфрачервоному діапазонах, які леговані рідкісноземельними металами. Це пов’язано із використанням цих матеріалів в телекомунікаційних пристроях, лазерній та сенсорній техніці. В роботі описано методику вирощування монокристалу складу (Ga69.5La29.5Er)2S300 розчин-розплавним методом. Методом рентгенофазового аналізу підтверджена його кристалізація у просторовій групі Pna21. Досліджено спектр оптичного поглинання монокристалу у видимому та близькому інфра-червоному діапазоні. На основі функціональної залежності ((h()2 від h( для прямих переходів визначено ширину забороненої зони напівпровідника, яка становить 1,99 ± 0.01 еВ. Збільшення концентрації легуючої домішки (з 0,2 до 0,4 ат. % Er) не вносить значних змін в зонну структуру монокристалу, тому не змінює ширину забороненої зони напівпровідника. Зафіксовано вузькі смуги поглинання, які пов’язані з переходами (4I15/2 → 4I11/2, 4I15/2 → 4I9/2, 4I15/2 → 4F9/2) в f-оболонці іонів ербію. Велика концентрація енергетичних рівнів в забороненій зоні, що пов’язані із структурними дефектами кристалу, обумовлюють високе значення коефіцієнта оптичного поглинання. Збудження фотолюмінесценції здійснено лазером із довжиною хвилі 532 нм (2.33 еВ) потужністю 150 мВт. Зафіксовано інтенсивні смуги стоксівської фотолюмінесценції: 1.53, 0.805 еВ, а також максимуми меншої інтенсивності: 1,45, 1,27, 1,88 еВ. Ці смуги випромінювання відповідають переходам 4I9/2→4I15/2, 4I13/2→4I15/2, 4S3/2→4I13/2, 4I11/2→4I15/2, 4F9/2→4I15/2 в Er3+ іонах відповідно. Побудовано діаграму енергетичних переходів в f-оболонці іонів Er3+ для монокристалу (Ga69,5La29,5Er)2S300. Встановлено механізм випромінювання та важливу роль процесів кросрелаксації між основним та збудженими станами іонів Er3+. Внаслідок впливу локального кристалічного поля на іони ербію відбувається штарківське розщепленням рівнів 4I13/2, 4I15/2 і розширення смуги фотолюмінесценції із максимумом 0,805 еВ. Інтенсивні інфрачервоні смуги випромінювання (1,53 та 0,805 еВ) створюють передумови для використання монокристалу (Ga69.5La29.5Er)2S300 в сенсорній техніці та оптоелектронних приладах. |
|
Перелік посилань |
Інші статті цього номера
1) Порівняльні Ab initio розрахунки для перовскітів ABO3 (001), (011) та (111), а також для YAlO3 (001) поверхонь і F центрів [01001-1-01001-6]2) Спектральні і фотометричні методи контролю параметрів світлодіодних джерел випромінювання [01002-1-01002-6]
3) Вплив товщини шарів і умов осадження на структурний стан NbN/Cu багатошарових покриттів [01003-1-01003-5]
4) Електричні транспортні властивості рідких сплавів Li1–xNax [01004-1-01004-4]
5) Моделювання біосенсора у вигляді циліндричного кремнієвого нанодроту на основі польового транзистора: вплив довжини і радіусу нанодроту [01005-1-01005-5]
6) Активні елементи на основі InGaAs зі статичним катодним доменом для терагерцового діапазону [01006-1-01006-5]
7) Вплив магнітного поля та нецентральної домішки на енергетичний спектр електрона в сферичній багатошаровій наносистемі [01007-1-01007-5]
8) Вплив сильних кореляцій на поляризовані за спіном електронні енергетичні зони твердого розчину CdMnTe [01009-1-01009-6]
9) Переходи, індуковані взаємно корельованими гаусівськими білими шумами: метод ефективного потенціалу [01010-1-01010-6]
10) Електрична характеристика транзистора Ge-FinFET на основі нанорозмірних каналів [01011-1-01011-5]
11) Розподіл сегнетоелектричної поляризації в полівініліденфториді під час первинної електризації та при перемиканні поляризації [01012-1-01012-7]
12) Залежні від форми оптичні властивості квантової точки GaAs: модельне дослідження [01013-1-01013-4]
13) Вплив кристалічної об'ємної фракції на електронні властивості гідрогенізованого мікрокристалічного кремнію, дослідженого методом еліпсометрії та моделюванням мікроелектронних і фотонних структур [01014-1-01014-5]
14) Синтез нанокристалів Zn1-xCdxS електролітичним методом [01015-1-01015-5]
15) Вейвлет-розклад для діагностики технічного стану систем автоматичного керування двигуном [01016-1-01016-6]
16) Дослідження оптичних і піроелектричних властивостей монокристала ніобата літію, викликаних дифузією іонів металів [01017-1-01017-5]
17) Вплив домішки BiScO3 на структуру та електричні властивості системи Y2O3-ZrO2-SrTiO3 [01018-1-01018-4]
18) Зміщувальні акустичні фонони в багатошарових арсенідних напівпровідникових наноструктурах [01019-1-01019-6]
19) Магнітні квантові ефекти в електронних напівпровідниках при поглинанні мікрохвильовим випромінюванням [01020-1-01020-6]
20) Систематичні дослідження впливу заміщення іонів двовалентних металів (Mg2+ та Zn2+) на нанокристалічні марганцеві ферити [01021-1-01021-5]
21) Магнетронне розпилення при постійному тоці зворотного контакту Mo для тонкоплівкових сонячних елементів з халькопіриту [01022-1-01022-7]
22) Вплив хімічної обробки поверхні підкладинок ZnSe
23) Нерелятивістська cубатомна модель для опису поведінки двомірного ангармонічного потенціалу шостого порядка для атомного ядра в симетріях розширеної квантової механіки [01024-1-01024-10]
24) Застосування методу крос-кореляційного аналізу для вимірювання швидкості потоку рідини на основі рентгенівського випромінювання [01025-1-01025-5]
25) Вплив транспортуючого шару електронів на ефективність перетворення енергії сонячних елементів на основі перовскіту порівняльне дослідження [01026-1-01026-3]
26) Тонкі плівки CdZnO з покриттям: Застосування для пристроїв перетворення енергії [01027-1-01027-3]
27) Золь-гель синтез та структурні властивості наночастинок Zn легованих Cu [01028-1-01028-3]
