Spektry propuskaniya infrakrasnogo izlucheniya v TiS3: kray fundamental'nogo pogloshcheniya, fonony i eksitony

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription or Fee Access

Abstract

Исследованы спектры пропускания инфракрасного и видимого излучения монокристаллическими вискерами TiS3 при разных поляризациях света в диапазоне температур от комнатной до гелиевой. Определены абсолютные значения коэффициента поглощения. В области дальнего инфракрасного излучения наблюдались неизвестные ранее фононные моды. Изучена зависимость ширины запрещенной зоны E g от температуры и показано, что E g увеличивается на 50 мэВ при охлаждении от 300 до 5К. Сравнение спектров, снятых при разных направлениях поляризации, указывает на анизотропию оптической щели. Ниже ∼150К обнаружен пик поглощения с энергией 1.28 эВ, который объясняется возбуждением экситонов.

About the authors

K. N Boldyrev

Институт спектроскопии РАН

Троицк, Москва, Россия

E. V Mostovshchikova

Институт физики металлов им. М.Н.Михеева Уральского отделения РАН

Екатеринбург, Россия

A. N Titov

Институт физики металлов им. М.Н.Михеева Уральского отделения РАН

Екатеринбург, Россия

V. Ya Pokrovskiy

Институт радиотехники и электроники им. В.А.Котельникова РАН

Email: vadim.pokrovskiy@mail.ru
Москва, Россия

I. G. Gorlova

Институт радиотехники и электроники им. В.А.Котельникова РАН

Москва, Россия

References

  1. H. G. Grimmeis, A. Rabenau, H. Hann, and P. Neiss, Z. Elecktrochem 65, 776 (1961) (in German).
  2. S. Furuseth, L. Brattas, and A. Kjekshus, Acta Chem. Scand. A 29, 623 (1975).
  3. S. Jandl, J. Deslandes, and M. Banville, Infrared Phys. 22, 327 (1982).
  4. S. P. Gwet, Y. Mathey, and C. Sourisseau, Phys. Stat. Sol. (b) 123, 503 (1984).
  5. H. Yi, T. Komesu, S. Gilbert, G. Hao, A. J. Yost, A. Lipatov, A. Sinitskii, J. Avila, C. Chen, M. C. Asensio, and P. A. Dowben, Appl. Phys. Lett. 112, 052102 (2018).
  6. A. J. Molina-Mendoza, M. Barawi, R. Biele, E. Flores, J. R. Ares, C. Sanchez, G. Rubio-Bollinger, N. Agrait, R. D’Agosta, I. J. Ferrer, and A. Castellanos-Gomez, Adv. Electron. Mater. 1, 1500126 (2015).
  7. E. Finkman and B. Fisher, Solid State Commun. 50, 25 (1984).
  8. I. G. Gorlova, S. G. Zybtsev, V. Ya. Pokrovskii, N. B. Bolotina, S. Yu. Gavrilkin, A. Yu. Tsvetkov, and A. N. Titov, Physica B 460, 11 (2015).
  9. A. S. Shkvarin, Yu. M. Yarmoshenko, M. V. Yablonskikh, A. I. Merentsov, and A. N. Titov, Journal of Structural Chemistry 55, 1039 (2014).
  10. S. J. Gilbert, H. Yi, T. Paudel, A. Lipatov, A. J. Yost, A. Sinitskii, E. Y. Tsymbal, J. Avila, M. C. Asensio, and P. A. Dowben, J. Phys. Chem. C 126, 17647 (2022).
  11. И. Г. Горлова, С. Г. Зыбцев, В. Я. Покровский, Письма в ЖЭТФ 100, 281 (2014).
  12. J. Dai and X. C. Zeng, Angew. Chem. Int. Ed. 54, 7572 (2015).
  13. И. Г. Горлова, В. Я. Покровский, С. Ю. Гаврилкин, А.Ю. Цветков, Письма в ЖЭТФ 107, 180 (2018).
  14. J. O. Island, R. Biele, M. Barawi, J. M. Clamagirand, J. R. Ares, C. Sanchez, H. S. J. van der Zant, I. J. Ferrer, R. D’Agosta, and A. Castellanos-Gomez, Sci. Rep. 6, 22214 (2016).
  15. S. Liu, W. Xiao, M. Zhong, L. Pan, X. Wang, H.-X. Deng, J. Liu, J. Li, and Z. Wei, Nanotechnology 29, 184002 (2018).
  16. S. Hou, Z. Guo, J. Yang, Y.-Y. Liu, W. Shen, C. Hu, Sh. Liu, H. Gu, and Z. Wei, Small 17, 2100457 (2021).
  17. A. Khatibi, R. H. Godiksen, S. B. Basuvalingam, D. Pellegrino, A. A. Bol, B. Shokri, and A. G. Curto, 2D Mater. 7, 015022 (2020).
  18. И. Г. Горлова, В. Я. Покровский, Письма в ЖЭТФ 90, 320 (2009).
  19. J. O. Island, A. J. Molina-Mendoza, M. Barawi, R. Biele, E. Flores, J. M. Clamagirand, J. R. Ares, C. Sanchez, H. S. J. van der Zant, R. D’Agosta, I. J. Ferrer, and A. Castellanos-Gomez, 2D Mater. 4, 022003 (2017).
  20. И. Г. Горлова, А. В. Фролов, А. П. Орлов, В. Я. Покровский, Воей Ву Пай, Письма в ЖЭТФ 110, 400 (2019).
  21. M. Randle, A. Lipato A. Kumar et al. (Collaboration), ACS Nano 13, 803 (2019).
  22. N. Tripathi, V. Pavelyev, P. Sharma, S. Kumar, A. Rymzhina, and P. Mishra, Materials Science in Semiconductor Processing 127, 105699 (2021).
  23. J. Kang and L.-W. Wang, Phys. Chem. Chem. Phys. 18, 14805 (2016).
  24. J. Kang, H. Sahin, and F. M. Peeters, Phys. Chem. Chem. Phys. 17, 27742 (2015).
  25. M. Li, J. Dai, and X. C. Zeng, Nanoscale 7, 15385 (2015).
  26. S. Ho Suk, S. Nah, M. Sajjad, S. B. Seo, J. Song, N. Singh, and S. Sim, Adv. Optical Mater. 11, 2300370 (2023).
  27. Y. Jin, X. Li, and J. Yang, Phys. Chem. Chem. Phys. 17, 18665 (2015).
  28. S. Zhao, B. Dong, H. Wang, H. Wang, Y. Zhang, Z. V. Han, and H. Zhang, Nanoscale Adv. 2, 109 (2020).
  29. F. Xia, H. Wang, and Y. Jia, Nat. Commun. 5, 4458 (2014).
  30. I. J. Ferrer, J. R. Ares, J. M. Clamagirand, M. Barawi, and C. Sanchez, Thin Solid Films 535, 398 (2013).
  31. M. Abdulsalam and D. P. Joubert, Phys. Status Solidi B 253, 868 (2016).
  32. M. D. Randle, A. Lipatov, I. Mansaray, J. E. Han, A. Sinitskii, and J. P. Bird, Appl. Phys. Lett. 118, 210502 (2021).
  33. P. Monceau, Adv. Phys. 61, 325 2012.
  34. Л. В. Келдыш, Ю. В. Копаев, ФТТ 6, 2791 (1964).
  35. W. Kohn, Phys. Rev. Lett. 19, 439 (1967).
  36. I. G. Gorlova, S. G. Zybtsev, V. Ya. Pokrovskii, N. B. Bolotina, I. A. Verin, and A. N. Titov, Physica B 407, 1707 (2012).
  37. Z. Jiang, Y. Li, Sh. Zhang, and W. Duan, Phys. Rev. B 98, 081408(R) (2018).
  38. I. G. Gorlova, S. A. Nikonov, S. G. Zybtsev, V. Ya. Pokrovskii, and A. N. Titov, Appl. Phys. Lett. 120, 153102 (2022).
  39. А. С. Шкварин, Ю. М. Ярмошенко, М. В. Яблонских, А. И. Меренцов, А.Н. Титов, ЖСХ 55, 1095 (2014).
  40. S. K. Srivastava and B. N. Avasthi, J. Mater. Sci. 27, 3693 (1992).
  41. Н. Б. Болотина, И. Г. Горлова, И. А. Верин, А.Н. Титов, А. В. Аракчеева, Кристаллография 61, 888 (2016).
  42. I. N. Trunkin I. G. Gorlova, N. B. Bolotina, V. I. Bondarenko, Y. M. Chesnokov, and A. L. Vasiliev, J. Mater. Sci. 56, 2150 (2021)
  43. E. Torun, H. Sahin, A. Chaves, L. Wirtz, and F. M. Peeters, Phys. Rev. B 98, 075419 (2018).
  44. J. I. Pankove, Optical processes in semiconductors, 2nd ed., Publisher New York, Dover (1975).
  45. O. Gorochov, A. Katty, N. Le Nagard, C. Levy-Clement, and D. M. Schleich, Mater. Res. Bull. 18, 111 (1983).
  46. I. J. Ferrer, M. D. Macia, V. Carcelen, J. R. Ares, and C. Sanchez, Energy Procedia 22, 48 (2012)
  47. Z. Lian, Z. Jiang, T. Wang, M. Blei, Y. Qin, M. Washington, T.-M. Lu, S. Tongay, Sh. Zhang, and S.-F. Shi, Appl. Phys. Lett. 117, 073101 (2020).
  48. J. Wu, D. Wang, H. Liu, W.-M. Laua, and L.-M. Liu, RSC Adv. 5, 21455 (2015).
  49. R. Biele, E. Flores, J. R. Ares, C. Sanchez, I. J. Ferrer, G. Rubio-Bollinger, A. Castellanos-Gomez, and R. D’Agosta, Nano Res. 11, 225 (2018).
  50. F. Iyikanat, H. Sahin, R. T. Senger, and F. Peeters, J. Phys. Chem. C 119, 19, 10709 (2015).
  51. E. Flores, J. R. Ares, I. J. Ferrer, and C. Sanchez, Phys. Status Solidi RRL 10, 802 (2016).
  52. Y. Takahide, T. Konoike, K. Enomoto, M. Nishimura, T. Terashima, Sh. Uji, and H. M. Yamamoto, Phys. Rev. Lett. 96, 136602 (2006).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Российская академия наук