zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-762Research ArticleСтатьиСТРУКТУРНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ И ФОТОЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ ТОНКИХ ПЛЕНОК ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ Cu(In1–хGaх)(SуSe1–у)2STRUCTURAL CHARACTERISTICS AND PHOTOLUMINESCENCE OF THIN FILMS OF Cu(In1–xGax)(SySe1–y)2SOLID SOLUTIONSБородавченкоО. М.BorodavchenkoO. M.riayue@yandex.ruЖивулькоВ. Д.ZhivulkoV. D.

Minsk, 220072

МудрыйА. В.MudryiA. V.

Minsk, 220072

МогильниковИ. А.MogilnikovI. A.

Ekaterinburg, 620108

ЯкушевМ. В.YakushevM. V.

620108, Екатеринбург;

620002, Екатеринбург

Ekaterinburg, 620108;

Ekaterinburg, 620002

Научно-практический центр НАН Беларуси по материаловедениюScientific-Practical Material Research Centre of the National Academy of Sciences of BelarusИнститут физики металлов им. М. Н. Михеева Уральского отделения Российской АНM. N. Mikheev Institute of Metal Physics of the Ural Branch of Russian Academy of SciencesИнститут физики металлов им. М. Н. Михеева Уральского отделения Российской АН; Уральский федеральный университетM. N. Mikheev Institute of Metal Physics of the Ural Branch of Russian Academy of Sciences; Ural Federal University2021290120218813440Copyright © Бородавченко О.М., Живулько В.Д., Мудрый А.В., Могильников И.А., Якушев М.В., 20212021Бородавченко О.М., Живулько В.Д., Мудрый А.В., Могильников И.А., Якушев М.В.Borodavchenko O.M., Zhivulko V.D., Mudryi A.V., Mogilnikov I.A., Yakushev M.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/762

Исследованы фазовый состав, структурные и оптические характеристики тонких пленок твердых растворов Cu(In1–хGaх)(SуSe1–у)2 со структурой халькопирита. По данным рентгеноструктурного анализа определены параметры элементарной ячейки a ~ 5.720 Å, c ~ 11.52 Å и элементный состав х = Ga/(Ga+In) ~ 0.14 и у = S/(S+Se) ~ 0.11 тонких пленок Cu(In1–хGaх)(SуSe1–у)2 . Из спектров фотолюминесценции и возбуждения люминесценции при температуре ~4.2 К определена оптическая ширина запрещенной зоны твердых растворов Cu(In1–хGaх)(SуSe1–у)2 Eg ~ 1.122 эВ. Обсуждается механизм излучательной рекомбинации неравновесных носителей заряда в тонких пленках твердых растворов Cu(In1–хGaх)(SуSe1–у)2.

Phase composition, structural and optical characteristics of thin films of Cu(In1–xGax)(SуSe1-y)2 solid solutions with a chalcopyrite structure were investigated. According to the data of X-ray diffraction analysis the unit cell parameters were a ~ 5.720 Å and c ~ 11.52 Å, and the elemental compositions were x = Ga/(Ga+ In) ~ 0.14 and y = S/(S + Se) ~ 0.11 for Cu(In1–xGax)(SуSe1-y)2 thin films. Optical band gap of Cu(In1–xGax)(SуSe1-y)2 solid solutions was determined from the measurements of photoluminescence spectra and luminescence excitation spectra at a temperature of ~4.2 K and appeared to be equal ~ 1.122 eV. Mechanism of radiative recombination of nonequilibrium charge carriers in thin films of Cu(In1–xGax)(SуSe1-y)2 solid solutions is discussed.

твердые растворы Cu(In1–хGaх)(SуSe1–у)2тонкая пленкафотолюминесценцияоптическая ширина запрещенной зоныCu(In1–xGax)(SySe1–y)2solid solutionsthin filmphotoluminescenceoptical band gapРабота выполнена по проекту Белорусского республиканского фонда фундаментальных исследований Ф20М-058, программе ГПНИ “Физическое материаловедение, новые материалы и технологии” (подпрограмма “Наноматериалы и нанотехнологии”-2.56) и государственного задания Министерства образования и науки РФ (“Спин” № АААА-А18-118020290104-2).ReferencesM. A. Green, E. D. Dunlop, J. Hohl‐Ebinger, M. Yoshita, N. Kopidakis, A. W. Y. Ho‐Baillie. Prog. Photovolt.: Res. Appl., 28, N 3 (2020) 3—15M. A. Green, E. D. Dunlop, J. Hohl‐Ebinger, M. Yoshita, N. Kopidakis, A. W. Y. Ho‐Baillie. Prog. Photovolt.: Res. Appl., 28, N 3 (2020) 3—15M. Bär, W. Bohne, J. Röhrich, E. Strub, S. Lindner, M. C. Lux-Steiner, Ch.-H. Fischer, T. P. Niesen, F. Karg. J. Appl. Phys., 96 (2004) 3857—3860M. Bär, W. Bohne, J. Röhrich, E. Strub, S. Lindner, M. C. Lux-Steiner, Ch.-H. Fischer, T. P. Niesen, F. Karg. J. Appl. Phys., 96 (2004) 3857—3860T. Kato. J. Appl. Phys., 56 (2017) 04CA02-1—04CA02-8T. Kato. J. Appl. Phys., 56 (2017) 04CA02-1—04CA02-8M. Nakamura, K. Yamaguchi, Y. Kimoto, Y. Yasaki, T. Kato, H. Sugimoto. IEEE J. Photovolt., 9 (2019) 1863—1867M. Nakamura, K. Yamaguchi, Y. Kimoto, Y. Yasaki, T. Kato, H. Sugimoto. IEEE J. Photovolt., 9 (2019) 1863—1867J. Chantana, T. Kato, H. Sugimoto, T. Minemoto. Prog. Photovolt.: Res. Appl., 26 (2018) 868—876J. Chantana, T. Kato, H. Sugimoto, T. Minemoto. Prog. Photovolt.: Res. Appl., 26 (2018) 868—876F. H. Karg. Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 66 (2001) 645—653F. H. Karg. Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 66 (2001) 645—653V. Probst, W. Stetter, W. Riedl, H. Vogt, M. Wendl, H. Calwer, S. Zweigart, K.-D. Ufert, B. Freienstein, H. Cerva, F. H. Karg. Thin Solid Films, 387 (2001) 262—267V. Probst, W. Stetter, W. Riedl, H. Vogt, M. Wendl, H. Calwer, S. Zweigart, K.-D. Ufert, B. Freienstein, H. Cerva, F. H. Karg. Thin Solid Films, 387 (2001) 262—267F. Karg. Energy Proc., 15 (2012) 275—282F. Karg. Energy Proc., 15 (2012) 275—282S.-H. Chang, M.-Y. Chiang, C.-C. Chiang, F.-W. Yuan, C.-Y. Chen, S.-C. Chiu, T.-L. Kao, C.-H. Lai, H.-Y. Tuan. Energy Environ. Sci., 4 (2011) 4929—4931S.-H. Chang, M.-Y. Chiang, C.-C. Chiang, F.-W. Yuan, C.-Y. Chen, S.-C. Chiu, T.-L. Kao, C.-H. Lai, H.-Y. Tuan. Energy Environ. Sci., 4 (2011) 4929—4931R. Knecht, M. S. Hammer, J. Parisi, I. Riedei. Phys. Status Solidi A, 210 (2013) 1392—1399R. Knecht, M. S. Hammer, J. Parisi, I. Riedei. Phys. Status Solidi A, 210 (2013) 1392—1399T. Gokmen, O. Gunawan, T. K. Todorov, D. B. Mitzi. Appl. Phys. Lett., 103 (2013) 1392—1399T. Gokmen, O. Gunawan, T. K. Todorov, D. B. Mitzi. Appl. Phys. Lett., 103 (2013) 1392—1399А. П. Леванюк, В. В. Осипов. УФН, 133 (1981) 427—477А. П. Леванюк, В. В. Осипов. УФН, 133 (1981) 427—477

The authors declare that there are no conflicts of interest present.