Соловйов М. В. Трансформація енергії електронних, екситонних та фононних збуджень в кристалах гррупи А4ВХ6.

Робота присвячена систематичному експериментальному і теоретичному дослідженню електронних, фононних, оптичних та електричних властивостей кристалів групи А4ВХ6.Монокристали Tl4HgI6 та Tl4CdI6 вирощувались з використанням вертикального методу Бріджмена. Для цього попередньо бінарні сполуки TlI і HgI2, брали в співвідношеннях, відповідних формулі хімічної сполуки та завантажували в подвійну кварцову ампулу з відтягнутим у формі конуса дном. На основі порошкової Х- променевої дифракції встановлено основні структурні параметри елементарної комірки досліджуваних сполук. Одержані структурні параметри, в подальшому, використовуються для теоретичних розрахунків.Приводяться результати першопринципних розрахунків електронного-енергетичного спектру, фононного-енергетичного спектру та оптичних параметрів кристалів Tl4CdI6 та Tl4HgI6. На основі теоретичних розрахунків визначено ефективні маси електрона і дірки, виявлено локалізацію найменшої забороненої щілини, з’ясовано генезис зони провідності та валентної зони, ідентифіковано природу прямо зонного переходу.Представлені результати теоретичних розрахунків фононних спектрів кристалів групи А4ВХ6. За кімнатної температури кристали описуються центросиметричною тетрагональною просторовою групою симетрії P4/mnc. На основі теоретико-групового аналізу здійснена симетрійна класифікація фононних мод. Зокрема встановлено розподіл коливань досліджуваного монокристала за класами симетрії, а також визначено правила відбору для коливань інфрачервоних спектрів та спектрів комбінаційного розсіювання.Для підтвердження теоретичних розрахунків подаються результати експериментальних досліджень спектрів комбінаційного розсіювання та інфрачервоних спектрів поглинання кристалів Tl4CdI6 та Tl4HgI6. На основі теоретико-групового аналізу зроблено симетрійну класифікацію фононних мод. Зокрема встановлено розподіл коливань досліджуваного монокристала за класами симетрії, а також визначено правила відбору коливань для інфрачервоних спектрів та спектрів комбінаційного розсіювання. За спектрами комбінаційного розсіювання ідентифіковано положення смуг та зроблено припущення про їх походження. Результати температурної поведінки спектрів фотолюмінесценції кристалів Tl4CdI6 та Tl4HgI6. Дослідження спектрів свічення проведено в температурному діапазоні 4.5-300 K та спектральному діапазоні 350-650 нм. Виявлено дві основні смуги свічення ~ 551 нм та ~ 448 нм (для кристалу Tl4HgI6), які відповідають свіченням домішкових центрів HgI2 та TlI відповідно. Припускається, що низькотемпературна смуга свічення ~ 523 нм відповідає рекомбінації екситонної смуги. Прояв різких смуг в діапазоні 350-410 нм відносяться до фононних повторень. На основі досліджень спектрів ФЛ для кристалу Tl4CdI6 за низьких температур (77 K) було виявлено три основні смуги 379.3, 415.4 та 457.4 нм. Природа прикрайових смуг (415.4 і 457.4 нм) характеризується однаковими положенням смуг в спектрах збудження. Природа всіх смуг у спектрах збудження можна пояснити, використовуючи частину щільності станів талію, кадмію та індію. Виявлено, що смуги (3.71, 4.94 еВ) спектрів збудження можуть формуватись s – p переходами в Tl компоненті. Припускається, що смуга 2.96 еВ виникає за рахунок свічення в з’єднанні CdI6, вона може відповідати s – p переходам. Отже, смуга ФЛ 457.4 нм та 415.4 нм викликана внутрішніми переходами 6s – 7p в Tl та в з’єднанні CdI6.