Донорный экситон кобальта и его взаимодействие с колебаниями решетки в полупроводниковом кристалле ZnO:Co

Abstract

Чувствительным методом полевой экситонно-колебательной спектроскопии выявлены колебательные состояния соединения ZnO:Co, взаимодействующие с донорным экситоном. На основе имевшихся данных о симметризованной локальной плотности состояний соединений ZnO и ZnO:Ni³⁺ произведена интерпретация колебательных мод спектра электропоглощения соединения ZnO:Co в области донорного экситона. Полученные результаты сравниваются с известными ранее данными для соединений II-VI:Ni в случае акцепторного экситона. Определено расположение донорного уровня иона Co²⁺ в данном соединении относительно дна зоны проводимости, что хорошо укладывается в универсальную тенденцию изменения донорных уровней 3d-ионов в соединениях II-VI.

Чутливим методом польової екситонно-коливальної спектроскопії виявлено коливальні стани сполуки ZnO:Co, які взаємодіють з донорним екситоном. На основі існуючих даних про симетризовану локальну щільність станів сполук ZnO і ZnO:Ni³⁺ зроблено інтерпретацію коливальних мод спектра електропоглинання сполуки ZnO:Co в області донорного екситону. Отримані результати порівнюються з даними, які були відомi раніше для сполук II–VI:Ni у випадку акцепторного екситону. Визначено розташування донорного рівня іона Co²⁺ у даній сполуці щодо дна зони провідності, що добре укладається в універсальну тенденцію зміни донорних рівнів 3d-іонів у сполуках II–VI.

The vibrational states of the ZnO:Co compound interacting with the donor exciton were revealed by the sensitive method of field exciton-vibrational spectroscopy. Using the available data on symmetrized local density of the ZnO and ZnO:Ni³⁺ states, the vibrational modes of the electron absorption spectrum of ZnO:Co in the field of donor exciton were interpreted. The results were compared with those obtained earlier for II–VI:Ni compounds in the case of acceptor exciton. The position of the Co²⁺ donor level was determined with respect to the conduction band bottom. This position is in good agreement with the universal trend of changing the 3d-ions donor levels in II–VI-compounds