Эффект Яна–Теллера и сдвиговые деформации решетки в твердых растворах Zn₁₋xМxSe

Abstract

Методом дифракции тепловых нейтронов исследовано структурное состояние полупроводников Zn₁₋xNixSe (х = 0,0025), Zn₁₋xCrxSe (х = 0,0029). Обнаружены крупномасштабные сдвиговые смещения атомов решетки ZnSe, которые, как предполагается, индуцируются янтеллеровскими ионами Cr²⁺ и Ni²⁺. Представлены результаты исследования примесной тепло- емкости твердых растворов Zn₁₋xMxSe (M = Cr²⁺, Ni²⁺) в интервале температур 1,8–20 К. Описан и применен теплоемкостный метод для определения энергии внутрицентровых переходов в этих системах. Обсуждается роль эффекта Яна—Теллера в формировании низкоэнергетических возбужденных состояний 3d-ионов в ZnSe.

Методом дифракції теплових нейтронів досліджено структурний стан напівпровідників Zn₁₋xNixSe (х = 0,0025), Zn₁₋xCrxSe (х = 0,0029). Виявлено великомасштабні зсувні зміщення атомів граток ZnSe, які, як передбачається, индуковані ян-теллерівськими іонами Cr²⁺ та Ni²⁺ Представлено результати дослідження домішкової теплоємності твердих розчинів Zn₁₋xMxSe (M = Cr²⁺, Ni²⁺) в інтервалі температур 1,8–20 К. Описано і застосовано теплоємностний метод для визначення енергії внутріцентрових переходів у цих системах. Обговорюється роль ефекту Яна—Теллера у формуванні низькоенергетичних збуджених станів 3d-іонів в ZnSe.

The structural state of wide-gap semiconductors Zn₁₋xNixSe (õ = 0.0025) and Zn₁₋xCrxSe (õ = 0.0029) was studied by the neutron diffraction method. Large-scale shear displacements of the ZnSe lattice atoms were detected. Such distortions are proposed to be induced by the Jahn—Teller ions Cr²⁺ and Ni²⁺. The experimental data on impurity heat capacity of solid solutions Zn₁₋xMxSe (M = Cr²⁺, Ni²⁺) in the temperature range 1.8–20 K are presented. The heat capacity method is described and applied to obtain inter-center transition energy in these systems. The Jahn—Teller effect role in the formation of 3d ions low-energy excited states is discussed.