Оптичні властивості твердих розчинів системи Ag7SiS5I–Ag7GeS5I

Abstract

Дана робота присвячена порівнянню визначення псевдоширини забороненої зони твердих розчинів складу Ag7(Si1-xGex)S5I (x=0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0) методами оптичної спектроскопії (оптичного поглинання та дифузного відбивання). Спектроскопія оптичного поглинання проведена на тонких плоскопаралельних монокристалічних зразках. Спектри дифузного відбиття отримано на зразках у формі мікрокристалічних порошків (~10-20 мкм). Енергія псевдоширини забороненої зони твердих розчинів Ag7(Si1-xGex)S5I, визначена на основі логарифмічної залежності коефіцієнту поглинання за Урбахом та на основі залежності функції Кубелки-Мунка із застосуванням графічного методу Таука. Встановлено, що значення ширини псевдозабороненої зони Eg, отримані за результатами аналізу спектрів дифузного відбивання мікрокристалітів твердих розчинів і спектральних залежностей показника поглинання для монокристалів твердих розчинів Ag7(Si1-xGex)S5I (х=0; 0.2; 0.4; 0.6; 0.8; 1) не відрізняються більше, ніж на 5%. Отже, є коректним застосування неруйнівного та простого методу, спектроскопії дифузного відбиття, для оцінки значення псевдоширини забороненої зони пористих, полі-, мікро- та нанокристалічних об’єктів.

The present paper is devoted to the comparison of the determination methods of the optical pseudogap values of Ag7(Si1-xGex)S5I (x = 0, 0.2, 0.4, 0.6, 0.8, 1.0) solid solutions by means of two optical spectroscopy techniques: optical absorption and diffuse reflection. Optical absorption spectroscopy was performed on thin single crystalline plane-parallel samples. Diffuse reflectance spectra were obtained on samples in the form of microcrystalline powders (~ 10–20 um). The optical pseudogap values of Ag7(Si1-xGex)S5I solid solutions, determined on the basis of the logarithmic dependence of the absorption coefficient according to Urbach’s tail range and on the basis of the dependence of the jKubelka-Munk function using the Tauc method. It has been established that the pseudogap energies of the Ag7(Si1-xGex)S5I (x = 0; 0.2; 0.4; 0.6; 0.8; 1) solid solutions obtained by the analyzing the diffuse reflectance spectra of microcrystalline powders and spectral dependences of the absorption index for single crystals do not differ by more than 5% Therefore, it is correct to use a non-destructive and simple method of diffuse reflectance spectroscopy, to estimate the values of the optical pseudogap of porous, poly-, micro- and nanocrystalline objects.