Фотолюминесценция сильно компенсированного соединения Cu₂ZnSnSe₄ со структурой кестерита

   По данным исследования спектров фотолюминесценции (ФЛ) и возбуждения ФЛ тонких пленок соединения Cu₂ZnSnSe₄ со структурой кестерита определена оптическая ширина запрещенной зоны Eg ≈ 1.052 эВ при температуре 6 К. В диапазоне температур 6—300 К установлены механизмы излучательной рекомбинации неравновесных носителей заряда, определяющие появление широких полос ФЛ в области энергий 0.7—1.1 эВ. Для прямозонного соединения Cu₂ZnSnSe₄ p-типа проводимости обнаружен эффект перераспределения интенсивности между каналами излучательной рекомбинации в спектральной области 0.93—0.99 эВ, указывающий на наличие глубоких акцепторных и донорных уровней в запрещенной зоне. По данным тушения интенсивности широких полос ФЛ в области энергий 0.7—1.0 эВ определена термическая энергия активации каналов безызлучательной рекомбинации с участием дефектов структуры, обсуждается их природа.

1. M. A. Green, E. D. Dunlop, M. Yoshita, N. Kopidakis, K. Bothe, G. Siefer, X. Hao, J. Y. Jiang. Prog. Photovolt. Res. Appl., 33, N 7 (2025) 795—810

2. L. Lou, J. Wаng, Y. Li, K. Yin, X. Xu, B. Zhang, M. Jiao, S. Chen, T. Guo. J. Wаng, Y. Li, J. Shi, H. Wu, R. Xiao, H. Xin, Y. Luo, D. Li, Q. Meng. Joule, 9 (2025) 102091(1—7)

3. G.Gurieva, K. Emits, S. Levchenko, A. Franz, D. Meissner, S. Schor. Phys. Rev. Mater., 9 (2025) 075403(1—10)

4. Y. Li, C. Cui, H. Wei, Z. Zhao, Z. Wu, S. Zhang, X. Wang, S. Pang, G. Cui. Adv. Mater., 34, N 25 (2024) 2400138(1—8)

5. D. Fritsch, S. Schorr. J. Phys. Cond. Mater., 36, N 37 (2024) 375102(1—8)

6. J. Zhou, X. Xu, H. Wu, J. Wang, L. Lou, K. Yin, Y. Gong, J. Shi, Y. Lou, D. Li, H. Xin, Q. Meng. Nature Energy, 8, N 5 (2023) 526—535

7. S. Tao, L. Dong, J. Han, Y. Wang, G. Gong, J. Wei, M. Zhan, D. Zhuang. J Mater. Chem. A, 11, N 11 (2023) 9085—9096

8. J. Sendler, M. Thevenin, F. Werner, A. Redinger, S. Li, C. Hagglund, C. Platzer-Bjorkman, S. Siebentritt. J. Appl. Phys., 120, N 12 (2016) 125701(1—7)

9. J. Marquez-Prieto, M. V. Yakushev, I. Forbes, J. Krustok, P. R. Edwards, V. D. Zhivulko, O. M. Borodavchenko, A. V. Mudryi, M. Dimitrievska, V. Izquerdo-Roca, N. M. Pearsall, R. W. Martin. Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 152 (2016) 42—50

10. M. V. Yakushev, J. Marquez-Prieto, I. Forbes, P. R. Edwards, V. D. Zhivulko, A. V. Mudryi, J. Krustok, R. W. Martin. J. Phys. D: Appl. Phys., 48 (2017) 475109(1—7)

11. G. Rey, G. Larramona, S. Bourdais, C. Chone, B. Delatouche, A. Jacob, G. Dennler. Sol. Energy Mater. Sol. Cells, 179 (2018) 142—151

12. F. I. Lai, D. H. Hsieh, J. F. Yang, Y. C. Hsu, S. Y. Kuo. Solar Energy, 251 (2023) 240—248

13. İ. Mengü, J. Krustok, R. Kaupmees, V. Mikli, M. Kauk-Kuusik, M. Grossberg-Kuusk. Mater. Chemistry. Phys., 301 (2023) 127685(1—7)

14. А. П. Леванюк, В. В. Осипов. Успехи физ. наук, 133, № 3 (1981) 427—477

15. I. Dirnstorfer, M. Wagner, D. M. Hofmann, M. D. Lampert, F. Karg, B. K. Meyer. Phys. Status Solidi (a), 168 (1998) 163—175

16. Б. И. Шкловский, А. Л. Эфрос. Электронные свойства легированных полупроводников, Москва, Наука (1979)

17. В. В. Осипов, Т. И. Соболева, М. Г. Фойгель. ФТП 11, № 7 (1977) 1277—1288

18. Н. А. Поклонский, А. И. Сагло. ФТТ, 43, № 1 (2001) 152—158

19. Н. А. Поклонский, С. А. Вырко. Журн. прикл. спектр., 69, № 3 (2002) 375—382 [N. A. Poklonskii, S. A. Vyrko. J. Appl. Spectr., 69 (2002) 434—443]

20. T. Gokmen, O. Gunawan, T. K. Todorov, D. B. Mitzi. Appl. Phys. Lett., 103, N 10 (2013) 103506(1—5)

21. В. Д. Живулько, А. В. Мудрый, Е. В. Луценко, В. Н. Павловский, Г. П. Яблонский, I. Forbes, М. В. Якушев. ФТТ, 66, № 10 (2024) 1699—1707

22. В. Д. Живулько, А. В. Мудрый, O. M. Бородавченко, Е. В. Луценко, В. Н. Павловский, Г. П. Яблонский, М. В. Якушев. И. Д. Мялик, А. В. Мудрый, М. В. Якушев. Журн. прикл. спектр., 91, № 4 (2024) 496—504 [V. D. Zhivulko, A. V. Mudryi, O M. Borodavchenko, E. V. Lutsenko, V. N. Pavlovskii, G. P. Yablonskii, M. V. Yakushev. J. Appl. Spectr., 91 (2012) 734—741]

23. J. Bhosale, A. K. Ramdas, A. Burger, A. Munoz, A. H. Romero, M. Cardona, R. Lauck, R. K. Kremer. Phys. Rev. B, 86 (2012) 195208(1—10)

24. T. Gurel, C. Sevik, T. Cagin. Phys. Rev. B, 84 (2011) 205201(1—7)

25. M. Leon, S. Levchenko, R. Serna, I. V. Bodnar, A. Nateprov, M. Guk, G. Gurieva, N. Lopez, J. M. Marino, R. Caballero, S. Shorr, A. Perez-Rodrigues, E. Arushanov. Appl. Phys. Lett., 105, N 6 (2014) 061909(1—4)

26. D. Nam, J. Kim, J.-U. Lee, A. Nagaoka, K. Yoshina, W. Cha, H. Kim, I. C. Hwang, K. B. Yoon, H. Cheong. Appl. Phys. Lett., 105, N 17 (2014) 173903(1—5)

27. F. Luckert, D. I. Hamilton, M. V. Yakushev, N. S. Beattie, G. Zoppi, M. Moynihan, I. Forbes, A. V. Karotki, A. V. Mudryi, M. Grossberg, J. Krustok, R. W. Martin. Appl. Phys. Lett., 99, N 6 (2011) 062104(1—3)

28. M. V. Yakushev, I. Forbes, A. V. Mudryi, M. Grossberg, J. Krustok, N. S. Beattie, M. Moynihan, A. Rockett, R. W. Martin. Thin Solid Films, 582 (2015) 154—157

29. S. Chen, A. Walsh, X.-G. Gong, Su-H. Wei. Adv. Mater., 25 (2013) 1522—1539