Influence of cation substitution on electrical conductivity and optical absorption edge in Cu7(Ge1-xSix)S5I mixed crystals

Studenyak, I. P.; Kranjcec, M.; Bilanchuk, V. V.; Dziaugys, A.; Bany, J.; Orliukas, A. F.

Electrical conductivity of Cu7(Ge1-xSix)S5I mixed crystals was measured in the frequency range <$E 1,0~cdot~10 sup 6~-~1,2~cdot~10 sup 9> Hz and in the temperature interval 100 - 300 K. The frequency and temperature behaviour of the electrical conductivity were analyzed. The optical absorption edge of Cu7(Ge1-xSix)S5I mixed crystals within the temperature range 77 - 300 К was studied. The compositional dependences of the electrical conductivity, activation energy, optical pseudogap and Urbach energy were obtained. The influence of <$E roman {Ge~symbol О~Si}> cation substitution on the optical absorption processes in the Cu7(Ge1-xSix)S5I mixed crystals is investigated.Cu6(P1-xAsx)S5I mixed crystals were grown using chemical vapour transport. Temperature isoabsorption investigations of optical absorption edge enable to reveal anomalies typical for the first- and second-order phase transitions as well as to construct the x, T-diagram. The spectrometric measurements of the optical absorption edge in Cu6(P1-xAsx)S5I superionic mixed crystals were carried out within the temperature range 77 - 320 K. The influence of temperature and composition on optical absorption edge, parameters of exciton-phonon interaction as well as ordering-disordering processes in Cu6(P1-xAsx)S5I superionic mixed crystals have been studied.(Cu1-xAgx)7SiS5I mixed crystals were grown using the vertical zone crystallization method, they have been shown to crystallize in cubic structure (<$EF 4 Bar 3m>). The diffuse reflection spectra for the powders of (Cu1-xAgx)7SiS5I mixed crystals were measured at room temperature. Refractive indices and extinction coefficients for (Cu1-xAgx)7SiS5I mixed crystals were obtained from spectral ellipsometry measurements. A nonlinear decrease of the energy pseudogap and a nonlinear behavior with the maximum of refractive index have been revealed with increasing the Ag content. The dispersion of refractive indices of (Cu1-xAgx)7SiS5I has been described in the framework of different models.Керамічні зразки на основі мікрокристалічних порошків (Cu1-xAgx)7GeSe5I (x = 0, 0,25, 0,5, 0,75, 1) виготовлено шляхом їх пресування за тиску ~ 400 МПа з наступним відпалом за температурти 873 К протягом 36 год. З використанням методу мікроструктурного аналізу визначено розміри кристалітів одержаних керамік. Дослідження електропровідності керамічних матеріалів (Cu1-xAgx)7GeSe5I проведено за допомогою методу імпедансної спектроскопії у частотному діапазоні <$E10~-~3~cdot~10 sup 5> Гц та у температурному інтервалі 293 - 383 К. За результатами аналізу частотної залежності електропровідності на діаграмах Найквіста визначено внески іонної та електронної компонент електропровідності, а також їх співвідношення. Термоактиваційний характер електропровідності підтверджено на основі лінійності температурних залежностей її компонент в арреніусівських координатах. Побудовано відповідні концентраційні залежності іонної та електронної компонент електропровідності та їх енергій активації. Встановлено, що вони носять нелінійний характер, який пояснюється складним процесом рекристалізації та заміщенням <$Eroman Cu sup + symbol Л~roman Ag sup +> у межах катіонної підгратки.


	Наукова періодика України		Semiconductor physics, quantum electronics & optoelectronics