Особливості електричних та фотоелектричних властивостей твердих розчинів AgCd2-xMnxGaSe4

Abstract

Дослiджено температурнi залежностi електропровiдностi, коефiцiєнт термо-ерс та спектральний розподiл фотопровiдностi твердих розчинiв AgCd2-xMnxGaSe4 з iзовалентним замiщенням Cd → Mn. Згiдно iз рентгенофазовим аналiзом у системi AgCd2-xMnxGaSe4 спостерiгається утворення протяжного твердого розчину, граничний склад якого є AgCd0,74Mn1,26GaSe4. Проаналiзовано фотопровiднiсть сплавiв системи AgCd2-xMnxGaSe4. По максимуму власної фотопровiдностi оцiнено ширину забороненої зони при T ≈ 297 К. У межах однофазного твердого розчину вона збiльшується вiд ~ 1, 75 еВ для 100 мол.% AgCd2GaSe4–0 мол.% “AgMn2GaSe4” до 2,3 еВ для 40 мол.% AgCd2GaSe4–60 мол.% “AgMn2GaSe4”. Всi однофазнi твердi розчини фоточутливi з кратнiстю змiни провiдностi, при освiтленнi 103 лк, що дорiвнює ~ 10^1 - 10^3, в залежностi вiд компонентного складу зразка.

Исследованы температурная зависимость электропроводности коэффициента термо-эдс и спектральное распределение фотопроводимости твердых растворов AgCd2-xMnxGaSe4 с изовалентным замещением Cd → Mn. В соответствии с рентгенофазовым анализом в системе AgCd2-xMnxGaSe4 наблюдается образование протяженного твердого раствора, предельным составом которого является AgCd0,74Mn1,26GaSe. Проанализирована фотопроводимость сплавов системы AgCd2-xMnxGaSe4. По максимуму собственной фотопроводимости оценена ширина запрещенной зоны при 297 К. В пределах твердого раствора она увеличивается от ~ 1,75 эВ для 100 мол.% AgCd2GaSe4–0 мол.% “AgMn2GaSe4” до 2,3 эВ для 40 мол.% AgCd2GaSe4–60 мол.% “AgMn2GaSe4”. Все однофазные твердые растворы фоточувствительные с кратностью изменения проводимости, при освещении 103 лк, равной ~ 10^1 - 10^3, в зависимости от компонентного состава образца.

Temperature dependences of the conductivity coefficient and the thermal electromotive force, as well as the spectral distribution of photoconductivity, of AgCd2-xMnxGaSe4 solid solutions with the isovalent substitution Cd → Mn have been studied. The results of x-ray phase analysis of the AgCd2-xMnxGaSe4 system testify that an extensive solid solution with the limiting composition AgCd0,74Mn1,26GaSe emerges in it. The photoconductivity of AgCd2-xMnxGaSe4 alloys has been considered, and, by analyzing the position of intrinsic photoconductivity maximum, the band gap width at T ≈ 297 K has been evaluated. Within the solid solutions range, the gap width increases from about 1,75 eV for pure AgCd2GaSe4 to 2,3 eV for the composition containing 40 mol% AgCd2GaSe4 and 60 mol% “AgMn2GaSe4”. All the single-phase solid solutions turned out to be photosensitive with the multiplicity of conductivity variation at the 103-Lx illumination ranging from about 10 to 10^3, depending on the specimen composition.