Оптична та фотоелектрична спектроскопiя дефектiв у фоторефрактивних кристалах Sn2P2S6 та (Sn,Pb)2P2S6

Abstract

Проведено низькотемпературнi дослiдження спектрiв поглинання, фотолюмiнесценцiї, фотодифузiйного струму та фотопровiдностi кристалiв Sn2P2S6 та (Sn,Pb)2P2S6 в широкiй спектральнiй дiлянцi вiд 0.8 до 3.5 еВ. На основi отриманих результатiв визначено положення енерґетичних рiвнiв дефектiв щодо енерґетичних зон кристала. Показано, що фотойонiзацiйнi переходи з енерґiєю EV +1.85 еВ та EV +2.12 еВ пов’язанi з перезарядкою двох нееквiвалентних йонiв Sn iз три- до двозарядового стану. Фотойонiзацiйнi переходи з енерґiєю EV + 1.35 еВ зумовлюють виникнення електронного метастабiльного стану. Вперше в оптичних та фотоелектричних спектрах кристалiв Sn2P2S6 виявлено декiлька смуг у зонi енерґiй, що перевищують ширину забороненої зони цього кристала (Eg = 2.5 еВ). Установлено, що такi смуги зумовленi оптичними переходами з участю валентної зони та верхнiх зон провiдностi. Показано, що електронно-дiркова рекомбiнацiя з участю цих енерґетичних зон є швидкою й вiдповiдає наносекундному дiапазону. Запропоновано схему енерґетичних рiвнiв дефектiв та електронних фотопереходiв за їх участю й зон кристала Sn2P2S6. На основi отриманих результатiв запропоновано механiзм фоторефрактивного ефекту в цих кристалах. Ключовi слова: Sn2P2S6 та (Sn,Pb)2P2S6, локальнi енерґетичнi рiвнi, фотопровiднiсть, фотодифузiйний струм, фотолюмiнесценцiя.