Study of the influence of the composition on the crystalline structure, the optical properties and the lifetime of photogenerated current carriers in AgxCu1–xGaSe2 (0 ≤ x ≤ 1) solid solutions

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

In this paper, a series of AgxCu1–xGaSe2 (0 ≤ x ≤ 1) solid solution powders were prepared by solid-phase synthesis. The single-phase tetragonal structure of the samples (space group I-42d) was determined by a combination of X-ray phase analysis and Raman spectroscopy. It is shown that their lattice parameters do not conform to the Vegard's law up to x ≈ 0.4. It is found that the width of the forbidden band of the samples also changes nonlinearly: first decreases and then increases. The study of the spectra of low-temperature luminescence and microwave photoconductivity decay has shown that for a series of samples with x from 0 to ≈0.4, and then at the section with x > 0.4, an increase in the lifetime of photogenerated current carriers in AgxCu1–xGaSe2 powders is characteristic. The observed phenomenon seems to be due to the replacement of deep traps for charge carriers, such as selenium vacancies, by smaller cationic vacancies.

About the authors

V. V. Rakitin

Federal Research Center for Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry, RAS

Email: gmw1@mail.ru
Russian Federation, Chernogolovka

M. V. Gapanovich

Federal Research Center for Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry, RAS; Moscow State University

Author for correspondence.
Email: gmw1@mail.ru
Russian Federation, Chernogolovka; Moscow

D. S. Lutsenko

Federal Research Center for Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry, RAS; Moscow State University

Email: gmw1@mail.ru
Russian Federation, Chernogolovka; Moscow

V. B. Nazarov

Federal Research Center for Problems of Chemical Physics and Medicinal Chemistry, RAS

Email: gmw1@mail.ru
Russian Federation, Chernogolovka

A. V. Stanchik

State Scientific and Production Association, Scientific-Practical Materials Research Center of the National Academy of Sciences of Belarus

Email: gmw1@mail.ru
Belarus, Minsk

V. F. Gremenok

State Scientific and Production Association, Scientific-Practical Materials Research Center of the National Academy of Sciences of Belarus

Email: gmw1@mail.ru
Belarus, Minsk

A. V. Kobylyatskiy

State Scientific and Production Association, Scientific-Practical Materials Research Center of the National Academy of Sciences of Belarus

Email: gmw1@mail.ru
Belarus, Minsk

References

  1. Turner J.A. // Science. 2004. V. 305. P. 972.
  2. Barreto L., Makihira A., Riahi K. // Int. J. Hydrogen Energy. 2003. V. 28. P. 267.
  3. Chen Y., Feng X., Liu M. et. al. // Nanophotonics. 2016. V. 5. № 4. P. 524.
  4. Valderrama R.C., Sebastian P.J., Enriquez J.P. et al. // Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 2005. V. 88. P. 145.
  5. Marsen B., Dorn S., Cole B. et al. // Mater. Res. Soc. Symp. Proc. 2007. V. 974:0974–CC09–05.
  6. Jacobsson T.J., Platzer-Björkman C., Edoff M. et al. // Int. J. Hydrogen Energy. 2013. V. 38. P. 15027.
  7. Moriya M., Minegishi T., Kumagai H. et al. // J. American Chemical Society. 2013. V. 135. № 10. P. 3733.
  8. Yokoyama D., Minegishi T., Maeda K. et al. // Electrochem. Commun. 2010. V. 12. P. 851.
  9. Zhang L., Minegishi T., Kubota J., Domen K. // Phys. Chem. Chem. Phys. 2014. V. 16. P. 6167.
  10. Huang D., Persson C., Ju Z. et al. // EPL: A letters journal exploring the frontiers of Physics. 2014. V. 105. № 3. P. 37007.
  11. Rabenok E.V., Gapanovich M.V. // High Energy Chemistry. 2023. V. 57. № 2. P. 174.
  12. Barman B., Handique K.C., Kalita P.K. // Materials Letters. 2024. V. 357. № 15. P. 135638.
  13. Ikeda S., Fujita W., Katsube R. et al. // Electrochimica Acta 2023. V. 454. P. 142384.
  14. Karaagac H., Parlak M. // Applied Surface Science. 2009. V. 255. P. 5999.
  15. Karaagac H., Parlak M. // Applied Surface Science. 2011. V. 257 P. 5731.
  16. Beck M.E., Weiss T., Fischer D. et al. // Thin Solid Films. 2000. V. 361. P. 130.
  17. Holleman A.F., Wiberg E., Wiberg N. // Lehrbuch der Anorganischen Chemie. Germany, Berlin: Walter de Gruyter, 1985. 508 p.
  18. Theodoropoulou S., Papadimitriou D., Doka S. et al. // Thin Solid Films. 2007. V. 515. P. 5904.
  19. Cui Y., Roy U.N., Bhattacharya P. et al. // Solid State Communications. 2010. V. 150. P. 1686.
  20. Chen S., Gong X.G., Wei S.–H. // Phys. Rev. B. 2007. V. 75. P. 205209.
  21. Nigge K.–M., Baumgartner F.P., Bucher E. // Solar Energy Materials and Solar Cells. 1996. V. 43. P. 335.
  22. Artus L., Bertrand Y. // Solid State Comm. 1987. V. 61. P. 733.
  23. Schon J.H., Baumgartner F.P., Arushanov E. et al. // J. Appl. Phys. 1996. V. 79. P. 6961.
  24. Schon J.H., Baumgartner F.P., Arushanov E. et al. // Cryst. Res. Technol. 1996. V. 31. P. 155.
  25. Schon J.H., Riazi-Nejad H., Kloc Ch. et al. // Journal of Luminescence. 1997. V. 72 – 74. P. 118.
  26. Weiss T., Birkholz M., Saad M. et al. // Journal of Crystal Growth. 1999. V. 198 / 199. P. 1190.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».