การเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิของการดูดกลืนแสงพื้นฐาน ของคอปเปอร์อินเดียมไดซีลีไนด์ และส่วนหางของเออบาค

Abstract

ในงานวิจัยนี้ได้ทำการศึกษาสมบัติการดูดกลืนแสงในช่วงพลังงานใกล้เคียงกับขอบเขตการดูดกลืนแสงพื้นฐานของผลึกเดี่ยวกึ่งตัวนำคอปเปอร์อินเดียมไดซีลีไนด์ชนิดพี (p-type) ผลึกเดี่ยวคอปเปอร์อินเดียมไดซีลีไนด์นี้ได้เตรียมขึ้นโดยวิธีไดเรกชันนัลฟริซซิง ผลจากการทดลองแสดงให้เห็นว่าสารกึ่งตัวนำคอปเปอร์อินเดียมไดซีลีไนด์มีขนาดช่องว่างแถบพลังงานเป็นแบบตรงอยู่ระหว่าง 0.978 และ 1.000 eV ที่อุณหภูมิระหว่าง 300 ถึง 11 k ตามลำดับ การเปลี่ยนแปลงขนาดช่องว่างแถบพลังงานนี้สามารถจะเปรียบเทียบได้กับสมการของมานูเกียนซึ่งให้ค่า Eg(0) = 1.000 eV, 0 = 365 K และ dEg/dT = -1.12 x 10⁴ eV/K ในการดูดกลืนแสงพบว่ามีส่วนหางของเออบาคใกล้ขอบเขตการดูดกลืนแสงพื้นฐาน ข้อมูลของผลการทดลองสามารถกำหนดให้อยู่ในเทอมของสมการเอ็กซ์โปแนนเชียลอย่างง่ายของเออบาคได้ ซึ่งให้ค่า α1 = 3.6 x 10⁴ cm- ¹ , E ₁ = 1.03 eV. ส่วนหางของเออบาคนี้มีความกว้างเอ็กซ์โปแนนเชียลเท่ากับ 7.4 – 11.8 meV ในช่วงอุณหภูมิ 11 ถึง 300 k การเปลี่ยนแปลงตามอุณหภูมิของขนาดช่องว่างแถบพลังงานและความกว้างเอ็กซ์โปแนนเชียลมีความคล้ายคลึงกันและเกิดขั้นจากโฟนอนแบบเดียวกัน ความสัมพันธ์เชิงเส้นระหว่างขนาดช่องว่างแถบพลังงานและความกว้างเอ็กซ์โปแนนเชียลนี้คือ Eg(T) = 1.039 - 4.95 E0(T)