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Artículos Regulares


Rev. LatinAm. Metal. Mat. 2013, 33(2): 265-271

PROPIEDADES ÓPTICAS DEL SISTEMA SEMICONDUCTOR Cu2(1-x)Ag2xGeSe3
(OPTICAL PROPERTIES OF THE SEMICONDUCTORS SYSTEM Cu2(1-x)Ag2xGeSe3)

Ernesto Calderón, Manuel Antonio Villarreal, Braulio José Fernández, Menjamin Salas, José Perez, Luis Nieves

Online: 28-08-2012

GA-303

Abstract


En este trabajo hemos investigado las propiedades ópticas en la aleación Cu2(1-x)Ag2xGeSe3 midiendo el borde fundamental de absorción en función de la temperatura para la concentración x = 0 en el rango de 10 hasta 300 K y para las concentraciones x = 0.25, 0.5, 0.75, 1 a temperatura ambiente. La brecha de energía para todas las concentraciones fue calculada utilizando el modelo de Elliot-Toyozawa. La dependencia lineal cerca del borde fundamental confirma que todos los compuestos a las diferentes concentraciones poseen un carácter semiconductor y presentan una brecha de energía directa en el infrarrojo cercano a temperatura y presión ambiente. El compuesto Cu2GeSe3 presenta un incremento de la brecha de energía a medida que la temperatura disminuye. Este comportamiento depende principalmente de tres efectos que se generan a bajas temperaturas: expansión térmica, interacción electrón-fonón y efecto del factor Debye-Waller. Las curvas de la brecha de energía en función de la temperatura para este compuesto fueron ajustadas a un modelo semiempírico que considera dos de los tres efectos nombrados anteriormente cuyo comportamiento es similar a los observados en los semiconductores de las familias Cu-III-VI2 y Cu2-IV-VI3. Con respecto al estudio de la variación de la brecha de energía en función de las concentraciónes, x = 0, 0.25, 0.5 y 1 a temperatura y presión ambiente, no se encuentran reportes hasta el momento. El sistema Cu2(1‑x)Ag2xGeSe3presenta una concavidad hacia arriba en la curva de la brecha de energía óptica en función de la concentración descrita por una ecuación tipo EG(x)= a + bx + cx2.

In this work we have investigated the optical absorption properties in the alloy Cu2 (1-x)Ag2xGeSe3. The absorption coefficient measurements were made in the temperature range 10 to 300 K for concentration x = 0 and at room temperature for concentrations x = 0.25, 0.5, 0.75, 1. The Elliot-Toyozawa model was employed to perform the analysis of the optical absorption spectral for all concentrations. The linear dependency near the fundamental edge confirms that all the compounds for the different concentrations have a semiconductor character and presents a direct energy gap in the near infrared at pressure and room temperature. The energy gap of the compound Cu2GeSe3 increases as the temperature diminishes. This behavior depends mainly on three effects that are generated at low temperatures: thermal expansion, electron-phonon interaction and factor Debye-Waller. The optical energy gap variation with temperature for Cu2GaSe3 was fitted to a semi-empirical model that takes into account two of the first named effects and whose behavior is similar to that observed in semiconductors of the families Cu-III-VI2 and Cu2-IV-VI3. On the other hand, a study of the optical energy gap variation with concentration has not been reported yet. The system Cu2(1-x)Ag2xGeSe3 shows a concavity upwards in the variation of the optical energy gap with concentration and is described by an equation EG(x)= a + bx + cx2.


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