ОПТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ МОНОКРИСТАЛІВ Ag_xGa_xGe_1-xSe₂

Вивчення фізичних властивостей кристалічних сполук в залежності від складу є ефективним засобом для визначення кореляції між структурою і властивостями матеріалу. В нашій роботі досліджувались оптичні властивості монокристалів Ag_xGa_xGe_1-xSe₂

Важливою характеристикою, яка визначає комплекс оптичних властивостей напівпровідникових матеріалів, є положення і форма краю фундаментального поглинання (ФП), які залежать від умов зовнішнього впливу (температури, механічного навантаження, радіаційного опромінення). Разом з тим, вивчення поглинаня світла в напівпровідниках є потужними методом дослідження їх дефектного стану.

За експериментальними даними (I₀, I, R) побудовано енергетичну залежність коефіцієнта поглинання досліджуваних кристалів в діапазоні температур 100 – 300 К. За значенням енергії кванта світла на краю смуги власного поглинання (для α = 150см^-1) оцінена, ширина забороненої зони (Табл).

Температурна залежність зміни ширини забороненої зони при Т > 100 К сполук різного складу зменшується зменшується із зростанням Т, що обумовлює зсув краю поглинання сполук в низькоенергетичну область.

За отриманими даними визначили температурний коефіцієнт зміни ширини забороненої зони, який становить ~(7÷9)·10^-3еВ/К.

 В області hv < E_g залежність α від hv описується експоненційною функцією:

де Δ_{0 -} характеристична енергія, яка відповідає за ступінь розупорядкування кристалічної гратки (енергія Урбаха). А відповідна ділянка кривої називається хвостом Урбаха. Наявність хвоста Урбаха обумовлена  високою густиною локалізованих станів в забороненій зоні.

З експериментальних значень визначили Δ_0, що представлено в табл.

Зростання значення  для сполук різного складу при збільшенні температури зразків, очевидно зв’язане з збільшенням невпорядкованості зразків, яка визначається як статичною, так і динамічною складовими. Найбільш досконалими зразками, очевидно, є зразки з х=0,333. Найбільша швидкість зростання  із збільшенням температури засвідчує, що домінуючу роль в порушенні далекого порядку відіграє температурне коливання атомів сполуки, тобто динамічна складова. У випадку домінування статичного безпорядку обумовленого структурними дефектами ≈const. Із зменшенням значення х зростає  що можна поясними збільшенням вкладу статичного безпорядку, зв’язаного із зростанням концентрації структурних дефектів і зменшенням ролі динамічного безладу.

Список літератури

1. Мотт Н. Электронные процессы в некристаллических веществах / Н. Мотт, Е.Девис; [пер.с англ.Б.Т.Коломойца]. – М.:Мир, 1974. – 472с.
2. Стильбанс Л.С. Физика полупроводников / Л.С.Стильбанс. – М.:Сов.радио, 1967. – 452с.
3. Давидюк Г.Є., Булатецька Л.В., Божко В.В., Парасюк О.В., Воронюк С.В., Шаварова Г.П. Фізичні властивості тетрарних халькогенідів. – Луцьк: РВВ Волинського нац.. універ. – 2009. – 210с.
4. Электронная теория неупорядоченных полупроводников / [В.Л.Бонч -  Бруевич, И.П.Звягин, Р.Кайпер и др.] – М.:Наука, 1981. – 672с.