Физика Низких Температур: Том 48, Выпуск 1 (Январь 2022), c. 15-18    ( к оглавлению , назад )

Photoluminescence of Ag8SnSe6 argyrodite

I. Semkiv, H. Ilchuk, and N. Kashuba

Lviv Polytechnic National University, Lviv 79013, Ukraine
E-mail: Semkiv.Igor.5@gmail.com

Received June 15, 2021, published online November 25, 2021

Abstract

A basic study of the low-temperature photoluminescence of an Ag8SnSe6 argyrodite compound is reported. Measurements were performed on wafers grown by the direct melting of a high-purity stoichiometric mixture of elementary Ag, Sn, and Se in a sealed silica ampoule. Two peaks with maxima located at 0.85 and 0.95 eV were visible in the photoluminescence spectra of an Ag8SnSe6 argyrodite. The temperature and excitation dependences of the dominant peak at 0.85 eV suggest that this transition can be associated with donor-acceptor recombination. The activation energies of the defects involved in this transition were calculated based on temperature-dependent photoluminescence and transmission measurements. We found the ionization energies to be at 44 and 72 meV for the shallower and deeper defects, respectively. The second peak in the spectra at 0.95 eV was assigned to a band-to-band transition or a transition between band tails.

Анотація

Представлено базові дослідження низькотемпературної фотолюмінесценції сполуки аргіродиту Ag8SnSe6. Вимірювання проводили на пластинах, вирощених шляхом прямого плавлення високочистої стехіометричної суміші елементарних Ag, Sn та Se у герметичній кварцовій ампулі. У спектрах фотолюмінесценції спостерігаються два піки з максимумами, розташованими за 0,85 та 0,95 еВ. Залежність домінантного піку від температури та збудження за 0,85 еВ свідчить про те, що такий перехід може бути пов’язаний з донорно-акцепторною рекомбінацією. Енергії активації дефектів, що беруть участь у цьому переході, розраховувалися на основі температурних залежностей фотолюмінесценції та вимірювань пропускання. Виявлено, що енергія іонізації знаходиться у вузьких енергетичних межах 44 та 72 меВ для більш дрібних і глибоких дефектів відповідно. Другий пік у спектрах при 0,95 еВ був віднесений до міжзонного переходу між вершинами зон.

Key words: argyrodite, semiconductors, photoluminescence, absorption edge, band gap.