Сполуки AgxGaxGe1-xSe2 є аналогами тернарної фази AgGaSe2 і були синтезовані в процесі пошуку технології покращення параметрів матеріалу способом додавання до тернарних фаз дихалькогенів германію [1]. Отримані кристали мають більшу область гомогенності, кращі в порівнянні з тернарною сполукою нелінійно-оптичні параметри, більший спектральний інтервал вікна прозорості, а також меншу температуру плавлення [1-3]. Плавна зміна ширини забороненої зони і інших параметрів кристалів AgxGaxGe1-xSe2 (x = 0.333 - 0.167) дозволяє розширити межі практичного застосування вказаних сполук в оптоелектроніці [4]. Крім того, за рахунок вибору домішкових атомів, з'являється можливість керувати часом життя носіїв заряду в напівпровіднику.
В представленій роботі з метою з'ясування механізму залежностей рекомбінаційних процесів від складу в монокристалах AgxGaxGe1-xSe2 досліджувалась кінетика фотопровідності.
На рис. 1 представлені криві спектрального розподілу фотопровідності сполук AgxGaxGe1-xSe2 (x=0.250, 0.167).
Характерною особливістю спектрального розподілу фотопровідності (СРФ) є двох максимумів. Перший максимум СРФ досліджуваних зразків лежить в області краю смуги власного поглинання, при зростанні х спостерігається зміщення цього максимуму у короткохвильову область спектра. Другий максимум найбільш імовірно пов'язаний із фотозбудженням дірок із акцепторного рівня у валентну зону.
На рис.2 представлені результати досліджень кінетики фотопровідності в кристалах AgxGaxGe1-xSe2, з яких видно, що релаксаційні процеси мають складний довготривалий характер. 
Великі значення τ1 свідчать або про участь мілких рівнів прилипання, або про участь рекомбінаційних бар’єрів в релаксації фотопровідності. Також, до зростання часу релаксації призводитиме ще й те, що основним каналом рекомбінаційних процесів є переходи електронів на дефектні центри. В даному випадку - на r або s центри рекомбінації.
По нахилу прямолінійних ділянок залежності провідності від часу (рис.4.) в напівлогарифмічному масштабі визначалися часи релаксації фотопровідності τ1, τ2 та τ3 (табл.1).
Таблиця1. Часові параметри релаксаційних процесів в кристалах AgGaGe3Se8 і AgGaGe5Se12
|
|
AgGaGe3Se8 |
AgGaGe5Se12 |
||||
|
|
τ 1, s |
τ 2, s |
τ 3, s |
τ 1, s |
τ 2, s |
τ 3, s |
|
230 |
78,84 |
57,58 |
226,64 |
70,3 |
69,99 |
331,18 |
|
240 |
62,27 |
39,87 |
137,48 |
62,29 |
52,76 |
201,29 |
|
250 |
44,62 |
29,36 |
88,28 |
49,96 |
40,03 |
110,88 |
|
260 |
33,81 |
21,71 |
64,16 |
43,64 |
28,54 |
74,97 |
За нахилом температурних залежностей часу релаксації була оцінена енергетична відстань від дна зони провідності до пастки (Et). Визначені значення Et становили 0,22 eV та 0,25 eV для сполук AgGaGe3Se8 та AgGaGe5Se12 відповідно.
Отже, у даній роботі було досліджено фотопровідність та кінетику фотопровідності монокристалів твердого розчину AgxGaxGe1-xSe2 (x=0.250, 0.167). Встановлено, що кінетика релаксації фотопровідності характеризується наявністю принаймні двох типів релаксаційних процесів: повільного та швидкого. Контролюються релаксаційні процеси s-центрами швидкої та r-центрами повільної рекомбінації. За температурною залежністю часу релаксації фотопровідності оцінена енергія активації t-рівнів.
Список літератури:
1. Olekseyuk I.D., Gulyak A.V., Sysa L.V. et al. J. Alloys Comp. – 1996. – 241. – 1.
2. Badikov V., Mitin K., Noack F. et al. Optical Materials. – 2009. – V.31. – I.4. – Pages 590–597.
3. Knuteson, D.J., Singh, N.B., Kanner, G. et al. J. of Crystal Growth, – 2010. – V.312. – I.8. – p.1114-1117.
4. Lakshminarayana G. , Piasecki M., Davydyuk G.E. et al. Mat. Chemistry and Physics. – 2012. – V.135. – I.2–3. – P.837–841.
