Экситоны в слоистых диэлектриках ZnI2 и CdI2:Zn

Анотація

Исследованы собственные электронные спектры поглощения в слоистых соединениях ZnI₂ и CdI₂ , легированных Zn, в спектральном интервале 3-5,9 эВ. В качестве образцов использованы тонкие текстурированные пленки, осажденные на кварцевые подложки. Установлено, что ZnI₂ в отличие от CdI₂ принадлежит к прямозонным диэлектрикам, несмотря на сходство кристаллических структур этих соединений. Введение атомов Zn в катионную подрешетку CdI₂ при концентрациях x³1% приводит к исчезновению поглощения, связанного с непрямыми переходами, и возникновению сильной экситонной полосы на краю собственной полосы поглощения. Параметры экситонных полос (спектральное положение, полуширина Г, сила осциллятора f ) измерены в интервале температур 80-330 К. Измеренная темпеpатуpная зависимость Г типична для трехмерных экситонов в обоих соединениях. В ZnI₂ величина силы осциллятора уменьшается с ростом T из-за фактора Дебая-Валлера, в то время как в CdI₂:Zn увеличивается. Последний результат свидетельствует о запрещенном характере оптического прямого перехода на краю межзонного поглощения в CdI₂, частично разрешенного из-за экситон-фононного взаимодействия.