CuAlS2∶Ni+晶体光谱和电子顺磁共振谱研究.pdfVIP

第27卷，第3期 光谱学与光谱分析 V01．27，No．3，pp417—419 20O7年3月 and March，2007 SpectroscopySpectral胁lysis CuAlS2：Ni+晶体光谱和电子顺磁共振谱研究 吴晓轩1’2～，郑文琛2～，刘虹刚2 1．中国民航飞行学院物理教研室，四川广汉618307 2．四川大学材料科学系，四川成都610064 3．中国科学院国际材料物理中心，辽宁沈阳110016 摘 置的结构数据，计算了CuAls2：Ni+晶体的光谱和电子顺磁共振谱(g因子和超精细结构常数)，计算结果与 实验值符合得很好。 关键词光谱；电子顺磁共振谱；晶体场理论}化合物半导体；Ni+离子 中图分类号：0482．5文献标识码：A 文章编号：1000-0593(2007)03一0417一03 引 言 的[11J CuAIS是一种典型的IB一Ⅲ一Ⅵz型三元化合物半导体。 效应会引入一低对称畸变而使2E态的简并解除。此时Ni+ 这类具有黄铜矿结构的半导体有好的光学和电学性质并可用 中心的对称会低于四角对称，这与实验不符)。这样，据晶体 作于发光材料，太阳能电池和非线性光学材料[1一]。对 场理论‘53和重叠模型[”]，3个光谱跃迁带应为 CuAl晶体，由于它有宽的带隙，可望用于制作兰、绿发光 易一E(2Bz)一E(281)一掣五(R)sir∥ 二极管Ⅲ而受到人们关注。半导体中常混入微量过渡金属离 子。这些离子在半导体中引入深能级并极大地影响材料的电 学和光学性质。所以，研究材料中过渡金属离子杂质的性质 是很有必要的。光谱和电子顺磁共振谱(EPR)是研究材料中 过渡金属离子性质的重要手段睁7)，因此，含过渡金属离子 杂质的CuAls2晶体的光谱和电子顺磁共振谱(EPR)就被广 泛地研究陆10]。例如，Ni+(3扩)离子在CuAl晶体的光谱 和电子顺磁共振谱(g因子和超精细结构常数A因子)就已有此处，五(尺)和五(R)是内禀参量。从大量3矿离子在晶体 报道[1…。但至今还缺乏结合杂质中心结构数据的满意理论 中的光谱数据‘14’1 们这里取其平均值，即五(尺)≈lo．5五(R)。四角畸变口角 解释，本文根据晶体场理论，结合Ni+离子在CuAlS2晶体 表示金属一配体距R与C．轴的夹角。据晶体的晶体学数 的缺陷模型和结构数据，计算了CuAlS2；Ni+的光谱和电子 顺磁共振谱。并对结果进行了讨论。 据[1l-1 差范围内，我们取秘56．32。。 1计算 据晶体场理论，我们推得3扩离子四角的四面体基团 (以2 B2为基态)中的g因子和超精细结构常数的高阶微扰公 式 为保持系统电中性，Ni+离子在CuAl中替代等价的 Cu+离子并在CuAlS2中形成四角(Db)畸变的(Ni)卜四面 刖=戤一鲁一甏一箍一管 m “。 体‘101。这个四角晶场劈裂Ni+(3扩)谱项2D为4个能级。由 于Cu+位置的四面体是压缩的‘11Ⅲ]，其基态应为2B2