Дослідження ширини забороненої зони в змішаних кристалах ZnSxSe1–x
Scintillators based on ZnSxSe1–x are promising materials for X-ray and γ-ray detection. For optoelectronic devices, it is better to use semiconductor compounds with a direct-zone energy structure with its spectral range lying in the fundamental absorption region. The band gap in such semico...
Збережено в:
| Дата: | 2018 |
|---|---|
| Автори: | , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Ukrainian |
| Опубліковано: |
PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers
2018
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2018.5-6.44 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Technology and design in electronic equipment |
Репозитарії
Technology and design in electronic equipment| id |
oai:tkea.com.ua:article-142 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Technology and design in electronic equipment |
| baseUrl_str |
|
| datestamp_date |
2025-05-30T19:26:52Z |
| collection |
OJS |
| language |
Ukrainian |
| topic |
ширина забороненої зони змішані кристали ZnSxSe1–x прямі переходи непрямі переходи |
| spellingShingle |
ширина забороненої зони змішані кристали ZnSxSe1–x прямі переходи непрямі переходи Trubaieva, O. G. Chaika, M. A. Дослідження ширини забороненої зони в змішаних кристалах ZnSxSe1–x |
| topic_facet |
band gap width mixed crystals ZnSxSe1–x direct transitions indirect transitions ширина забороненої зони змішані кристали ZnSxSe1–x прямі переходи непрямі переходи |
| format |
Article |
| author |
Trubaieva, O. G. Chaika, M. A. |
| author_facet |
Trubaieva, O. G. Chaika, M. A. |
| author_sort |
Trubaieva, O. G. |
| title |
Дослідження ширини забороненої зони в змішаних кристалах ZnSxSe1–x |
| title_short |
Дослідження ширини забороненої зони в змішаних кристалах ZnSxSe1–x |
| title_full |
Дослідження ширини забороненої зони в змішаних кристалах ZnSxSe1–x |
| title_fullStr |
Дослідження ширини забороненої зони в змішаних кристалах ZnSxSe1–x |
| title_full_unstemmed |
Дослідження ширини забороненої зони в змішаних кристалах ZnSxSe1–x |
| title_sort |
дослідження ширини забороненої зони в змішаних кристалах znsxse1–x |
| title_alt |
Investigation of band gap width in mixed ZnSxSe1–x crystals |
| description |
Scintillators based on ZnSxSe1–x are promising materials for X-ray and γ-ray detection. For optoelectronic devices, it is better to use semiconductor compounds with a direct-zone energy structure with its spectral range lying in the fundamental absorption region. The band gap in such semiconductors is an important parameter that affects the energy resolution, ionization energy, dark current and other scintillation characteristics. The effect of sulfur content on the optical width of the band gap in mixed crystals ZnSxSe1–x is investigated in this paper. The test samples for this study were grown by Bridgman — Stockbarger in graphite crucibles with the diameter of 25 mm in the Ar atmosphere (PAr = 2·106 Pa) at a temperature from 1870 to 2000 K, depending on the composition of the initial raw materials. Six samples with different content of components were obtained: ZnS0,07Se0,93; ZnS0,15Se0,85; ZnS0,22Se0,78; ZnS0,28Se0,72; ZnS0,32Se0,68; ZnS0,39Se0,61. The transmittance of the samples in the range from 61 to 67% at 1100 nm (sample thickness 4 mm) indicates a high optical quality of the crystals. It was established that the optical width of the band gap for mixed crystals ZnSxSe1–x increases from 2.59 to 2.78 eV with increasing sulfur content from 0.07 to 0.39 for direct transitions and from 2.49 to 2.70 eV for indirect transitions. A comparison was made between theoretical and experimentally obtained values of the band gap width.It is shown that no new (defective) levels appear in the band gap. The smooth dependence of the optical band gap on the composition indicate a possibility of growing ZnSxSe1–x mixed crystals by directional solidification techniques for X-ray and γ-ray detectors. The wider band gap and higher atomic mass ratio of ZnSxSe1–x crystals, as compared to ZnSe(Te) or/and ZnSe(Al) crystals, extend application areas of such semiconductor material. |
| publisher |
PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers |
| publishDate |
2018 |
| url |
https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2018.5-6.44 |
| work_keys_str_mv |
AT trubaievaog investigationofbandgapwidthinmixedznsxse1xcrystals AT chaikama investigationofbandgapwidthinmixedznsxse1xcrystals AT trubaievaog doslídžennâširinizaboronenoízonivzmíšanihkristalahznsxse1x AT chaikama doslídžennâširinizaboronenoízonivzmíšanihkristalahznsxse1x |
| first_indexed |
2025-09-24T17:30:26Z |
| last_indexed |
2025-09-24T17:30:26Z |
| _version_ |
1850410214314999808 |
| spelling |
oai:tkea.com.ua:article-1422025-05-30T19:26:52Z Investigation of band gap width in mixed ZnSxSe1–x crystals Дослідження ширини забороненої зони в змішаних кристалах ZnSxSe1–x Trubaieva, O. G. Chaika, M. A. band gap width mixed crystals ZnSxSe1–x direct transitions indirect transitions ширина забороненої зони змішані кристали ZnSxSe1–x прямі переходи непрямі переходи Scintillators based on ZnSxSe1–x are promising materials for X-ray and γ-ray detection. For optoelectronic devices, it is better to use semiconductor compounds with a direct-zone energy structure with its spectral range lying in the fundamental absorption region. The band gap in such semiconductors is an important parameter that affects the energy resolution, ionization energy, dark current and other scintillation characteristics. The effect of sulfur content on the optical width of the band gap in mixed crystals ZnSxSe1–x is investigated in this paper. The test samples for this study were grown by Bridgman — Stockbarger in graphite crucibles with the diameter of 25 mm in the Ar atmosphere (PAr = 2·106 Pa) at a temperature from 1870 to 2000 K, depending on the composition of the initial raw materials. Six samples with different content of components were obtained: ZnS0,07Se0,93; ZnS0,15Se0,85; ZnS0,22Se0,78; ZnS0,28Se0,72; ZnS0,32Se0,68; ZnS0,39Se0,61. The transmittance of the samples in the range from 61 to 67% at 1100 nm (sample thickness 4 mm) indicates a high optical quality of the crystals. It was established that the optical width of the band gap for mixed crystals ZnSxSe1–x increases from 2.59 to 2.78 eV with increasing sulfur content from 0.07 to 0.39 for direct transitions and from 2.49 to 2.70 eV for indirect transitions. A comparison was made between theoretical and experimentally obtained values of the band gap width.It is shown that no new (defective) levels appear in the band gap. The smooth dependence of the optical band gap on the composition indicate a possibility of growing ZnSxSe1–x mixed crystals by directional solidification techniques for X-ray and γ-ray detectors. The wider band gap and higher atomic mass ratio of ZnSxSe1–x crystals, as compared to ZnSe(Te) or/and ZnSe(Al) crystals, extend application areas of such semiconductor material. Сцинтилятори на основі ZnSxSe1–x є перспективними матеріалами для рентгенівських і гамма-детекторів. Для оптоелектронних пристроїв краще використовувати напівпровідникові сполуки з прямозонною енергетичною структурою, спектральний діапазон яких лежить в області фундаментального поглинання. Ширина забороненої зони в таких напівпровідниках є важливим параметром, який впливає на енергетичну роздільну здатність, енергію іонізації, темновий струм і інші сцинтиляційні характеристики.У даній роботі досліджено вплив вмісту сірки на оптичну ширину забороненої зони в змішаних кристалах ZnSxSe1–x.Зразки для досліджень були вирощені методом Бріджмена — Стокбаргера в графітових тиглях діаметром 25 мм в атмосфері аргону (PAr = 2·106 Па) за температури від 1870 до 2000 К залежно від складу вихідної шихти. Отримано шість зразків з різним вмістом компонентів, а саме: ZnS0,07Se0,93; ZnS0,15Se0,85; ZnS0,22Se0,78; ZnS0,28Se0,72; ZnS0,32Se0,68; ZnS0,39Se0,61.Прозорість зразків становила від 61 до 67% на довжині хвилі 1100 нм (товщина зразків 4 мм), що вказує на високу оптичну якість кристалів. Встановлено, що для змішаних кристалів ZnSxSe1–x зі зростанням вмісту сірки х від 0,07 до 0,39 оптична ширина забороненої зони зростає від 2,59 до 2,78 еВ для прямих переходів і від 2,49 до 2,70 еВ для непрямих. Проведено порівняння між теоретичними й експериментально отриманими значеннями ширини забороненої зони. Показано, що ширина забороненої зони досліджуваних зразків плавно залежить від складу, при цьому формування нових (дефектних) рівнів в забороненій зоні не відбувається, що вказує на можливість вирощування ZnSxSe1–x змішаних кристалів методами спрямованої кристалізації для використання як рентгенівських і гамма-детекторів. Більш широка заборонена зона і більш високе атомне співвідношення напівпровідника ZnSxSe1–x в порівнянні з кристалами ZnSe(Te, Al) розширюють область його застосування. PE "Politekhperiodika", Book and Journal Publishers 2018-12-28 Article Article Peer-reviewed Article application/pdf https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2018.5-6.44 10.15222/TKEA2018.5-6.44 Technology and design in electronic equipment; No. 5–6 (2018): Tekhnologiya i konstruirovanie v elektronnoi apparature; 44-49 Технологія та конструювання в електронній апаратурі; № 5–6 (2018): Технология и конструирование в электронной аппаратуре; 44-49 3083-6549 3083-6530 10.15222/TKEA2018.5-6 uk https://www.tkea.com.ua/index.php/journal/article/view/TKEA2018.5-6.44/130 Copyright (c) 2018 Trubaieva O. G., Chaika M. A. http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/ |