Кореляція між фотолюмінесцентними та фотоелектричними властивостями ZnO, легованого Mn
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe63.7.660Ключові слова:
оксид цинку, Mn2, фотолюмiнесценцiя, фотопровiднiстьАнотація
Дослiджено керамiку ZnO, нелеговану та леговану марганцем. Концентрацiя марганцю змiнювалась вiд 1019 дo 1021 см−3. Вимiрювались спектри фотолюмiнесценцiї (ФЛ), дифузного вiдбивання та фотопровiдностi (ФП). У легованих зразках спостерiгалось гасiння самоактивованого випромiнювання, а також поява поглинання свiтла та ФП у спектральнiй областi 400–600 нм. Одночасно спостерiгалась поява смуги слабкої ФЛ з положенням 645 нм, пов’язаної з внутрiшньоцентровими переходами в центрах Mn2+Zn. На пiдставi аналiзу одержаних результатiв ефект гасiння було приписано перепоглинанню самоактивованого випромiнювання ZnO йонами Mn. Запропоновано схему електронних переходiв, що дозволяє пояснити низьку iнтенсивнiсть випромiнювання, пов’язаного з Mn.
Посилання
<li>T. Dietl, H. Ohno, F. Matsukura, J. Cibert, D. Ferrand. Zener model description of ferromagnetism in zinc-blende magnetic semiconductors. Science 287, 1019 (2000).
<a href="https://doi.org/10.1126/science.287.5455.1019">https://doi.org/10.1126/science.287.5455.1019</a>
</li>
<li>D. Iuєan, B. Sanyal, O. Eriksson. Influence of defects on the magnetism of Mn-doped ZnO. J. Appl. Phys. 101 09H101 (1) (2007).
</li>
<li>M. Liu, A.h. Kitai, P. Mascher. Point defects and luminescence centers in zinc oxide and zinc oxide doped with manganese. J. Lumin. 54, 35 (1992).
<a href="https://doi.org/10.1016/0022-2313(92)90047-D">https://doi.org/10.1016/0022-2313(92)90047-D</a>
</li>
<li>X.T. Zhang, Y.C. Liu, J.Y. Zhang, Y.M. Lu, D.Z. Shen, X.W. Fan, X.G. Kong. Structure and photoluminescence of Mn-passivated nanocrystalline ZnO thin films. J. Crystal Growth 254, 80 (2003).
<a href="https://doi.org/10.1016/S0022-0248(03)01143-6">https://doi.org/10.1016/S0022-0248(03)01143-6</a>
</li>
<li>U. Llyas, R.S. Rawat, Y. Wang, T.L. Tan, P. Lee, R. Chen, H.D. Sun, F. Li, S. Zhang. Alteration of Mn exchange coupling by oxygen interstitials in ZnO:Mn thin films. Appl. Surf. Sci. 258, 6373 (2012).
<a href="https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2012.03.043">https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2012.03.043</a>
</li>
<li>M. Sima, L. Mihut, E. Vasile, Ma. Sima, C. Logofatu. Optical properties of Mn-doped ZnO films and wires synthesized by thermal oxidation of ZnMn alloy. Thin Solid Films 590, 141 (2015).
<a href="https://doi.org/10.1016/j.tsf.2015.07.072">https://doi.org/10.1016/j.tsf.2015.07.072</a>
</li>
<li>M. Godlewski, A. Wojcik-Glodowska, E. Guziewicz, S. Yatsunenko, A. Zakrzewski, Y. Dumont, E. Chikoidze, M.R. Phillips. Optical properties of manganese doped wide band gap ZnS and ZnO. Optical Materials 31, 1751 (2009).
<a href="https://doi.org/10.1016/j.optmat.2008.12.031">https://doi.org/10.1016/j.optmat.2008.12.031</a>
</li>
<li>A.J. Reddy, M.K. Kokila, H. Nagabhushana, J.L. Rao, B.M. Nagabhushana, C. Shivakumara, R.P.S. Chacradhar. EPR and photoluminescence studies oh ZnO:Mn nanophosphors prepared by solution combustion route. Spectrochimica Acta (A) 79, 476 (2011).
<a href="https://doi.org/10.1016/j.saa.2011.03.014">https://doi.org/10.1016/j.saa.2011.03.014</a>
</li>
<li>Th.L. Plan. Structural, optical and magnetic properties of polycrystalline Zn1?xMnxO ceramics. Sol. St. Commun. 151, 24 (2011).
<a href="https://doi.org/10.1016/j.ssc.2010.10.031">https://doi.org/10.1016/j.ssc.2010.10.031</a>
</li>
<li> R. Beaulac, P.I. Archer, D.R. Gamelin. Luminescence in colloidal Mn2+-doped semiconductor nanocrystals. J. Sol. St. Chemistry 181, 1582 (2008).
<a href="https://doi.org/10.1016/j.jssc.2008.05.001">https://doi.org/10.1016/j.jssc.2008.05.001</a>
</li>
<li> I. Markevich, T. Stara, L. Khomenkova, V. Kushnirenko, L. Borkovska. Photoluminescence engineering in polycrystalline ZnO and ZnO-based compounds. AIMS Materials Science 3, 486 (2016).
<a href="https://doi.org/10.3934/matersci.2016.2.508">https://doi.org/10.3934/matersci.2016.2.508</a>
</li>
<li> E. Chikoidze, Y. Dumont, F. Jomard, O. Gorochov. Electrical and optical properties of ZnO:Mn thin films grown by MOCVD. Thin Solid Films 515, 8519 (2007).
<a href="https://doi.org/10.1016/j.tsf.2007.03.133">https://doi.org/10.1016/j.tsf.2007.03.133</a>
</li>
<li> Q. Ma, X. Lv, Y. Wang, J. Chen. Optical and photocatalytic properties of Mn doped flower-like ZnO hierarchical structures. Opt. Mater. 60 86 (2016).
<a href="https://doi.org/10.1016/j.optmat.2016.07.014">https://doi.org/10.1016/j.optmat.2016.07.014</a>
</li>
<li> C.A. Johnson, K.R. Kittilstved, T.C. Kaspar, T.C. Droubay, S.A. Chambers, G.M. Salley, D.R. Gamelin. Mid-gap electronic states in Zn1?xMnxO. Phys. Rev. B 82, 115202 1 (2010).
</li>
<li> T.R. Stara, I.V. Markevich. Influence of Mn doping on ZnO defect-related emission. Semiconductor physics, quantum electronics and optoelectronics 20, 137 (2017).</li>
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
