Оптичні  властивості катіон-заміщених змішаних кристалів (Cu1 – xAgx)7GeSe5I

M.M. Pop; V.I. Studenyak; A.I. Pogodin; O.P. Kokhan; L.M. Suslikov; I.P. Studenyak; P. Kúš

doi:10.15407/ujpe66.5.406

Оптичні властивості катіон-заміщених змішаних кристалів (Cu1 – xAgx)7GeSe5I

Автор(и)

M.M. Pop Uzhhorod National University, Faculty of Physics
V.I. Studenyak Uzhhorod National University, Faculty of Physics
A.I. Pogodin Uzhhorod National University, Faculty of Physics
O.P. Kokhan Uzhhorod National University, Faculty of Physics
L.M. Suslikov Uzhhorod National University, Faculty of Physics
I.P. Studenyak Uzhhorod National University, Faculty of Physics
P. Kúš Faculty of Mathematics, Physics and Informatics, Comenius University

DOI:

https://doi.org/10.15407/ujpe66.5.406

Ключові слова:

змiшаний кристал, показник заломлення, дифузне вiдбивання, ширина псевдозабороненої зони

Анотація

Встановлено, що змiшанi кристали (Cu_1−xAg_x)₇GeSe₅I, якi вирощувалися методом вертикальної зонної кристалiзацiї, мають кубiчну структуру F43m. Спектри дифузного вiдбивання для порошкiв змiшаних кристалiв (Cu_1−xAg_x)₇GeSe₅I вимiрювалися при кiмнатнiй температурi. Показники заломлення та коефiцiєнти екстинкцiї змiшаних кристалiв (Cu_1−xAg_x)₇GeSe₅I були отриманi з використанням спектральної елiпсометрiї. В спектральнiй областi вiд 440 нм до 1000 нм спостерiгаються двi аномалiї показника заломлення. Одна з них вiдповiдає зона-зонному оптичному переходу, а iнша – особливостi Ван Хова–Фiлiпса. Виявлено нелiнiйне зменшення ширини псевдозабороненої зони при збiльшеннi вмiсту атомiв срiбла у змiшаних кристалах (Cu_1−xAg_x)₇GeSe₅I.

Посилання

W.F. Kuhs, R. Nitsche, K. Scheunemann. The argyrodites - a new family of the tetrahedrally close-packed structures. Mater. Res. Bull. 14, 241 (1979).

https://doi.org/10.1016/0025-5408(79)90125-9

T. Nilges, A. Pfitzner. A structural differentiation of quaternary copper argirodites: Structure - property relations

of high temperature ion conductors. Z. Kristallogr. 220, 281 (2005).

I.P. Studenyak, M. Kranjcec, M.V. Kurik. Urbach rule and disordering processes in Cu6P(S1−xSex)5Br1−yIy superionic conductors. J. Phys. Chem. Solids 67, 807 (2006).

https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2005.10.184

J. Auvergniot, A. Cassel, D. Foix, V. Viallet, V. Seznec, R. Dedryv'ere. Redox activity of argyrodite Li6PS5Cl electrolyte in all-solid-state Li-ion battery: An XPS study. Solid State Ionics 300, 78 (2017).

https://doi.org/10.1016/j.ssi.2016.11.029

S. Wenzel, S.J. Seldmaier, C. Dietrich, W.G. Zeier, J. Janek. Interfacial reactivity and interphase growth of argyrodite solid electrolytes at lithium metal electrodes. Solid State Ionics 318, 102 (2018).

https://doi.org/10.1016/j.ssi.2017.07.005

S. Yubuchi, M. Uematsu, C. Hotehama, A. Sakuda, A. Hayashi, M. Tatsumisago. An argyrodite sulfi de-based superionic conductor synthesized by a liquid-phase technique with tetrahydrofuran and ethanol. J. Mater. Chem. A 7, 558 (2019).

https://doi.org/10.1039/C8TA09477B

Z. Zhang, L. Zhang, X. Yan, H. Wang, Y. Liu, C. Yu, X. Cao, L. van Eijck, B. Wen. All-in-one improvement toward Li6PS−5Br-based solid electrolytes triggered by compositional tune. J. Power Sources 410-411, 162 (2019).

https://doi.org/10.1016/j.jpowsour.2018.11.016

I.P. Studenyak, A.I. Pogodin, V.I. Studenyak, O.P. Kokhan, Yu.M. Azhniuk, C. Cserhati, S. Kokenyesi,

D.R.T. Zahn. Synthesis and characterisation of new potassium-containing argyrodite-type compounds. Semiconductor Physics, Quantum Electronics & Optoelectronics 22, 34 (2019).

https://doi.org/10.15407/spqeo22.01.026

A.F. Orliukas, E. Kazakevicius, A. Kezionis, T. Salkus, I.P. Studenyak, R.Yu. Buchuk, I.P. Prits, V.V. Panko. Preparation, electric conductivity and dielectrical properties of Cu6PS5I-based superionic composites. Solid State Ionics 180, 183 (2009).

https://doi.org/10.1016/j.ssi.2008.12.005

I.P. Studenyak, V.Yu. Izai, V.I. Studenyak, O.V. Kovalchuk, T.M. Kovalchuk, P. Kopcansk'y, M. Timko, N. Tomasovicov'a, V. Zavisova, J. Miskuf, I.V. Oleinikova. Influence of Cu6PS5Р† superionic nanoparticles on the dielectric properties of 6CB liquid crystal. Liquid Crystals 44, 897 (2017).

https://doi.org/10.1080/02678292.2016.1254288

T. Salkus, E. Kazakevicius, J. Banys, M. Kranjcec, A.A. Chomolyak, Yu.Yu. Neimet, I.P. Studenyak. Influence of grain size eff ect on electrical propertiesof Cu6PS5I superionic ceramics. Solid State Ionics 262, 597 (2014).

https://doi.org/10.1016/j.ssi.2013.10.040

I.P. Studenyak, M. Kranjcec, V.Yu. Izai, A.A. Chomolyak, M. Vorohta, V. Matolin, C. Cserhati, S. K¨ok'enyesi. Structural and temperature-related disordering studies of Cu6PS5I amorphous thin fi lms. Thin Solid Films 520, 1729 (2012).

https://doi.org/10.1016/j.tsf.2011.08.043

I.P. Studenyak, M. Kranjcec, Gy.Sh. Kovacs, I.D. Desnica-Frankovic, A.A. Molnar, V.V. Panko, V.Yu. Slivka. Electrical and optical absoprtion studies of Cu7GeS5I fast-ion conductor. J. Phys. Chem. Solids 63, 267 (2002).

https://doi.org/10.1016/S0022-3697(01)00139-1

Y. Tomm, S. Schorr, S. Fiechter. Crystal growth of argyrodite-type phases Cu8−xGeS6−xIx and Cu8−xGeSe6−xIx (0 ≤ x ≤ 0.8). J. Cryst. Growth 310, 2215 (2008).

https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2007.11.184

I.P. Studenyak, O.P. Kokhan, M. Kranjcec, V.V. Bilanchuk, V.V. Panko. Infl uence of S → Se substitution on chemical and physical properties of Cu7Ge(S1−xSex)5I superionic solid solutions. J. Phys. Chem. Solids 68 (2007), 1881 (2007).

https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2007.05.015

I.P. Studenyak, M. Kranjˇcec, V.V. Bilanchuk, O.P. Kokhan, A.F. Orliukas, E. Kazakevicius, A. Kezionis, T. Salkus. Temperature variation of electrical conductivity and absorption edge in Cu7GeSe5I advanced superionic conductor. J. Phys. Chem. Solids 70, 1478 (2009).

https://doi.org/10.1016/j.jpcs.2009.09.003

I.P. Studenyak, M. Kranjcec, V.V. Bilanchuk, O.P. Kokhan, A.F. Orliukas, A. Keˇzionis, E. Kazakevicius, T. Salkus. Tempe ature and compositional behaviour of electrical conductivity and optical absorption edge in Cu7Ge(S1−xSex)5I mixed superionic crystals. Solid State Ionics 181, 1596 (2010).

https://doi.org/10.1016/j.ssi.2010.09.021

I.P. Studenyak, A.I. Pogodin, O.P. Kokhan, V. Kavaliuke, T. Salkus, A. Kezionis, A.F. Orliukas. Crystal growth, structural and electrical properties of (Cu1−...Agx)7GeS5I superionic solid solutions. Solid State Ionics 329, 119 (2019).

https://doi.org/10.1016/j.ssi.2018.11.020

I.P. Studenyak, A.I. Pogodin, M.M. Luchynets, V.I. Studenyak, O.P. Kokhan, P. K'us. Impedance studies and electrical conductivity of (Cu1−xAgx)7GeSe5I mixed crystals. J. Alloys and Compounds 817, 152792 (2020).

https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2019.152792

A. Zerouale, B. Cros, B. Deroide, M. Ribes. Electrical properties of Ag7GeSe5I. Solid State Ionics 28-30, 1317 (1988).

https://doi.org/10.1016/0167-2738(88)90378-5

R. Belin, A. Zerouale, A. Pradel, M. Ribes. Ion dynamics in the argyrodite compound Ag7GeSe5I: non-Arrhenius behavior and complete conductivity spectra. Solid State Ionics 143, 445 (2001).

https://doi.org/10.1016/S0167-2738(01)00883-9

R. Belin, L. Aldon, A. Zerouale, C. Belin, M. Ribes. Crystal structure of the non-stoichiometric argyrodite compound Ag7−xGeSe5I1−x (x = 0.31), A highly disordered silver superionic conducting material. Solid State Sci. 3, 251 (2001). https://doi.org/10.1016/S1293-2558(00)01108-0

I.P. Studenyak, V.Yu. Izai, V.I. Studenyak, A.I. Pogodin, M.Y. Filep, O.P. Kokhan, B. Grancic, P. K'us. Interrelation between structural and optical properties of (Cu1−xAgx)7GeS5I mixed crystals. Ukr. J. Phys. Opt. 19, 237 (2018). https://doi.org/10.3116/16091833/19/4/237/2018

F. Oswald. Zur mebgenauigkeit bei der bestimmung der absorptionskonstanten von halble-itern im infraroten spektralbereich. Optik 16, 527 (1959).

T. Tinoco, M. Quintero, C. Rinkon. Variation of the energy gap with composition in AIBIIICVI2 chalcopyrite-structure alloys. Phys. Rev. B 44, 1613 (1991). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.44.1613

A. Zunger, E. Jaff e. Structural origin of optical bowing in semiconductors alloys. Phys. Rev. Lett. 51, 662 (1983). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.51.662

E. Jaff e, A. Zunger. Theory of the band-gap anomaly in ABC2 chalcopyrite semiconductors. Phys. Rev. B 29, 1882 (1984). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.29.1882

F. Urbach. The long-wavelength edge of photographic sensitivity and of the electronic absorption of solids, Phys. Rev. 92. 1324 (1953). https://doi.org/10.1103/PhysRev.92.1324

M.V. Kurik. Urbach rule (Review). Phys. Stat. Sol. (a) 8, 9 (1971). https://doi.org/10.1002/pssa.2210080102

Downloads

PDF (English)

Опубліковано

2021-05-28

Як цитувати

Pop, M., Studenyak, V., Pogodin, A., Kokhan, O., Suslikov, L., Studenyak, I., & Kúš, P. (2021). Оптичні властивості катіон-заміщених змішаних кристалів (Cu1 – xAgx)7GeSe5I. Український фізичний журнал, 66(5), 406. https://doi.org/10.15407/ujpe66.5.406

Завантажити посилання

Номер

Том 66 № 5 (2021)

Розділ

Напівпровідники і діелектрики

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.