Физика Низких Температур: Том 45, Выпуск 2 (Февраль 2019), c. 258-262    ( к оглавлению , назад )

Проявление экситонов в спектрах низкотемпературной люминесценции твердых растворов оксидов цинка и никеля

В.Н. Чурманов2, В.И. Соколов1, В.А. Пустоваров2, Н.Б. Груздев1, В.Ю. Иванов2

1Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физики металлов им. М.Н. Михеева Уральского отделения РАН ул. С. Ковалевской, 18 , г. Екатеринбург, 620108, Россия

2Уральский федеральный университет, ул. Мира, 19, г. Екатеринбург, 620002, Россия
E-mail: visokolov@imp.uran.ru

Статья поступила в редакцию 9 октября 2018 г., опубликована онлайн 20 декабря 2018 г.

Анотація

Досліджено спектри рентгенолюмінесценції твердих розчинів Zn1–xNixO, що мають різний склад, включаючи оксид нікелю (x = 1), поблизу ліній I1 та I2 з енергіями 3,339 та 3,393 еВ. Раніше було виявлено сильну температурну залежність цих ліній, яка подібна до виявленої при спостереженні донорних та акцепторних екситонів 3d-домішок в сполуках II–VI:3d, а також зміна співвідношення інтенсивності з підвищенням температури та різна кінетика загасання, що дозволило імовірно пов’язати походження ліній I1 и I2 з випромінювальним розпадом екситонів, які мають різну природу. На підставі отриманих в роботі результатів було підтверджено, що ширина забороненої щілини даних сполук не залежить від складу розчинів (тобто від концентрації x), а в сполуці NiO поблизу дна зони провідності є набір станів нікелю як d-, так і s-типу. На основі проведеного аналізу електронного енергетичного спектра, який розраховано для досліджених твердих розчинів Zn1–xNixO, встановлено, що одна з ліній спектра рентгенолюмінесценції, яка спостерігається, пов’язана з екситоном s–p-типу, а інша — з екситоном p–d-типу.

Ключові слова: тверді розчини Zn1–xNixO, екситон, люмінесценція, широкозонні напівпровідники