Особливості структури та краю оптичного поглинання нових суперіонних провідників Cu₆AsS₅I

Abstract

Методом хімічних транспортних реакцій вирощено монокристали Cu₆AsS₅I. Проведено рентгеноструктурні дослідження та розглянуто особливості їх структури. Вперше встановлено наявність двох низькотемпературних фазових переходів – І роду при Т₁=153±1 К та ІІ роду в області температур 260-280 К. При низьких температурах та високих рівнях поглинання в області прямих оптичних переходів виявлено екситонну смугу поглинання, а при Т>Т₁ край поглинання має експоненціальну форму та спостерігається характерне урбахівське “віяло”. Проведено аналіз впливу катіонного заміщення P→As на параметри урбахівського краю поглинання, параметри екситон-фононної взаємодії та температури фазових переходів в кристалах Cu₆AsS₅I та Cu₆PS₅I.

Cu₆AsS₅I single crystals were grown using chemical vapour transport method. The X-ray investigations are performed as well as structure peculiarities are studied. At first the two lowtemperature phase transitions are observed – first-order at Т₁=153±1 К and second-order in 260-280 К temperature interval. At low temperatures and high absorption levels in the range of direct optical transitions the excitonic absorption band was found out as well as at Т>Т₁ the absorption edge has exponential form and characteristic Urbach bundle is observed. The analysis of influence of the cationic P→As substitution on parameters of Urbach absorption edge, parameters of exciton-phonon interaction and phase transitions temperatures are carried out for Cu₆AsS₅I and Cu₆PS₅I crystals.