Home
page
Other articles
in this issue |
Photoluminescence
spectra of polycrystalline ZnSe in different experimental geometries
1Abbasov I., 1Musayev
M., 2Huseynov J., 3Kostyrko M., 4Babayev
S., 4Eyyubov G. and 5Aliyeva S.
1Azerbaijan State
Oil and Industry University, 20 Azadlig Street, 1010 Baku, Azerbaijan
2Azerbaijan State
Pedagogical University, 68 Uzeyir Hajibeyli Street, 1000 Baku,
Azerbaijan
3O.G.Vlokh Institute
of Physical Optics, 23 Dragomanov Street, 79005 Lviv, Ukraine
4Institute of
Physics of the NAS of Azerbaijan, 33 Huseyn Javid Avenue, 1141 Baku,
Azerbaijan
5Baku State University,
Nanotechnology Center, 23 Zahid Khalilov Street, 1148 Baku,
Azerbaijan
Download this
article
Abstract. We study the photoluminescence in polycrystalline ZnSe
synthesized using a chemical vapour-deposition technique, which arises
from excitation by the sources of different types and wavelengths. Two
experimental geometries are used, which are related to the normal incidence
of exciting radiation upon either polished or unpolished ZnSe surfaces.
The excitation from the polished surface is carried out by the lasers with
the wavelengths λex = 335 and 325nm (i.e., the photon
energies higher than the bandgap, hvex > Eg),
semiconductor lasers with λex = 532, 642 and 785 nm
(i.e., λex < Eg) and a xenon lamp.
The sample is also excited from the unpolished surface, using the lasers
with λex = 325nm (hvex > Eg)
and λex = 532nm (hvex < Eg),
as well as the semiconductor laser with λex = 532nm
(hvex < Eg). Following from our experimental
results, we analyze and compare the edge (exciton) luminescence and the
impurity-defect luminescence. Different behaviours of the luminescence
spectra are observed, which depend on the type of excitation.
Keywords: polycrystalline zinc selenide, chemical
vapour deposition-grown ZnSe, edge (exciton) and impurity-defect luminescence,
photoluminescence spectra
UDC: 535.37
Ukr. J. Phys. Opt. 21 103-114
doi: 10.3116/16091833/21/2/103/2020
Received: 10.03.2020
Анотація. Вивчено фотолюмінесценцію
полікристалічного ZnSe, синтезованого за
допомогою методу хімічного висадження
з парової фази, яка виникає внаслідок збудження
джерелами різних типів з різними довжинами
хвиль. Використано дві експериментальні
геометрії, пов’язані з нормальним падінням
випромінювання збудження на поліровану
або неполіровану поверхні ZnSe. Збудження
з боку полірованої поверхні здійснювали
лазерами з довжинами хвиль λex= 335
і 325нм (з енергіями фотона, які перевищують
ширину забороненої зони, тобто hvex
> Eg), напівпровідниковими лазерами
з λex= 532, 642 і 785 нм (тобто, hvex<Eg)
і ксеноновою лампою. Зразок також збуджували
з боку неполірованої поверхні, використовуючи
лазери з λex=325нм (hvex>Eg)
і λex=532нм (hvex< Eg), а також
напівпровідниковий лазер з λex=532нм
(hvex< Eg). На основі результатів
експериментів проаналізовано та порівняно
крайову (екситонну) люмінесценцію та люмінесценцію,
пов’язану з домішковими дефектами. Виявлено
різні типи поведінки спектрів люмінесценції,
які залежать від типів збудження. |
|
REFERENCES
-
Georgobiani A N, Kotlyarevsky M B, 1985. Problems of creation of injection
LEDs based on wide bandgap semiconductor compounds. Izv. AN USSR. Ser.
Phizika, 49: 1916-1922.
-
Il'chuk G A , Rud' V Yu , Rud' Yu V, Bekimbetov R N , Ivanov-Omskiy V I
, Ukrainets N A, 2000. Photosensitivity of structures based on ZnSe single
crystals. Semiconductors, 34: 781-785. doi:10.1134/1.1188072
-
Berezhnoi K V, Nasibov A S, Shapkin P V, ShpakV G, Shunqylov S A,Yalandin
M I, 2008. Emission of zinc selenide plates excited by a pulsed electric
field. Quantum Electronics, 38: 829-832. doi:10.1070/QE2008v038n09ABEH013814
-
Edgar Mosquera, Nicolás Carvajalb, Mauricio Morelb and Carlos Marín,
2017. Fabrication of ZnSe nanoparticles: Structural, optical and Raman
Studies, Journal of Luminescence, 192: 814-817. doi:10.1016/j.jlumin.2017.08.017
-
Billie L Abrams and Paul H Holloway, 2004. Role of the surface in luminescent
processes. Chem. Rev., 104: 5783-5802. doi:10.1021/cr020351r
-
Manhas M, Vinay Kumar, Ntwaeaborwa O M, and Swart H C, 2016. Structural,
surface and luminescence properties of Ca3B2O6:Dy3+ phosphors. Ceramics
International. 42: 5743-5753. doi:10.1016/j.ceramint.2015.12.107
-
Devyatykh G G, Gavrishchuk Ye M and Dadanov A Yu, 1990. Study of the kinetics
of zinc selenide chemical deposition from the gas phase in a horizontal
flow reactor. High-Purity Substances, 2: 174-179.
-
Hartman H, Hildisch L, Krause E and Mohling W, 1991. Morphological stability
and crystal structure of CVD grown zinc selenide. J. Mater. Sci. 26: 4917-4923.
doi:10.1007/BF00549871
-
Nedeoglo D D and Simashkevich A V. Electric and luminescent properties
of zinc selenide. Kishinyov: Shtiintsa (1984).
-
Gavrilenko V I, Grekhov A M, Korbutyak D V, Litovchenko V G. Optical properties
of semiconductors: handbook. Kiyev: Naukova dumka (1987).
-
Vaksman Yu F, Nitsuk Yu A, Yatsun V V, Nasibov A S, Shapkin P V, 2011.
Effect of iron impurities on the photoluminescence and photoconductivity
of ZnSe crystals in the visible spectral region. Semiconductors, 45: 1129-1132.
doi:10.1134/S1063782611090235
-
Gladilin A A , Il'ichev N N, Kalinushkin V P, Studenikin M I, Uvarov O
V, Chapnin V A, Tumorin V V i Novikov G G. 2019. Study of the Effect of
Doping with Iron on the Luminescence of Zinc-Selenide Single Crystals.
Semiconductors, 53: 1-8. doi:10.1134/S106378261901007X
-
Qi Zhang, Huiqiao Li, Ying Ma and Tianyou Zhai, 2016. ZnSe nanostructures:
synthesis, properties and applications. Prog. Mat. Science, 83: 472-535.
doi:10.1016/j.pmatsci.2016.07.005
-
Makhniy V P, Kinzerskaya O V, Senko I M and Slotov A M, 2016. High temperature
luminescence of ZnSe:Yb crystals. Technology and design in electronic equipment,
2-3: 37-40. doi:10.15222/TKEA2016.2-3.37
-
Chan K K, Mozhevitina Ye N, Khomyakov A V, Kobeleva S P i Avetisov I Kh,
2013. Nonstoichiometry and luminescence of crystalline ZnSe. Advances in
chemistry and chemical technology. 27: 64-69.
-
Morozova N K, Mideros D A , Gavrishchuk E M, Galstyan V G, 2008. Role of
background O and Cu impurities in the optics of ZnSe crystals in the context
of the band anticrossing model. Semiconductors. 42: 131-136. doi:10.1134/S1063782608020024
-
Morozova N K, Karetnikov I A, Blinov V V, Gavrishchuk E M, 2001. Studies
of the infrared luminescence of ZnSe doped with copper and oxygen. Semiconductors.
35: 512 -515. doi:10.1134/1.1371612
-
Vil'chinskaya S S, Oleshko V I , Gorina S G, 2011. Low-temperature luminescence
of zinc selenide crystals grown by various methods. Izv. vuzov. Ser. Physics.
54: 138-142.
-
Grivul V I, Makhniy V P, Slyotov M M, 2007. The origin of edge luminescence
in diffusion ZnSe:Sn layers. Semiconductors. 41: 784-785. doi:10.1134/S1063782607070020
-
Saxena A, Yang S, Philipose U and Ruda H E, 2008. Excitonic and pair-related
photoluminescence in ZnSe nanowires. J. Appl. Phys. 103: 053109 (1-7).
doi:10.1063/1.2885729
-
Degoda V Y, Sofiyenko A O, 2010. Specific features of the luminescence
and conductivity of zinc selenide on exposure to X-ray and optical excitation.
Semiconductors. 44: 568-574. doi:10.1134/S1063782610050040
-
Degoda V Ya, Pavlova N Yu, Podust G P , Sofiienko A O, 2015. Spectral structure
of the X-ray stimulated phosphorescence of monocrystalline ZnSe. Physica
B: Condensed Matter. 465: 1-6. doi:10.1016/j.physb.2015.02.021
-
Alizadeh M, Degoda V Ya, Kozhushko B V, Pavlov N Yu, 2017. Luminescence
of dipole-centers in ZnSe crystals. Functional Materials. 24: 206-211.
doi:10.15407/fm24.02.206
-
Triboulet R and Siffert P. CdTe and related compounds; physics, defects,
hetero- and nanostructures, crystal growth surfaces and applications. Oxford:
Elsevier (2010).
(c) Ukrainian Journal
of Physical Optics |