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

Анотація

Досліджено спектри рентгенолюмінесценції твердих розчинів Zn_1–xNi_xO, 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 Zn_1–xNi_xO, встановлено, що одна з ліній спектра рентгенолюмінесценції, яка спостерігається, пов’язана з екситоном s–p-типу, а інша — з екситоном p–d-типу.