ЕЛЕКТРОННІ ТА ОПТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ПОЧЕТВЕРЕННОГО СУЛЬФІДУ Tl2HgSnS4 - ІВАНЮК, Дмитро; ХИЖУН, Олег; ПІСКАЧ, Людмила; КЕВШИН, Андрій; КЕВШИН, Назар (Фізика та освітні технології, 2024)
Серед цих почетверених халькогенідів особливий інтерес представляє сульфід талію, ртуті, олова Tl2HgSnS4. Цей сульфід є унікальною почетверенною сполукою, яка існує в квазіпотрійній системі Tl2S-HgS-SnS2. Його нецентросиметрична тетрагональна структура (I42m) дозволяє припустити деяку перспективність використання Tl2HgSnS4 в нелінійній оптиці. Атоми ртуті та олова мають чотири атоми сірки в найближчому оточенні. У структурі Tl2HgSnS4 атоми талію займають 4c позиції Вайкофа, атоми ртуті розташовані на 2b, атоми олова заповнюють 2a, а атоми сірки розташовані на 8i позиціях. У структурі Tl2HgSnS4 для атомів Tl характерне тетрагонально-антипризматичне оточення атомами S. Крім того, атоми талію, ртуті та олова утворюють тригональні призми в найближчому оточенні атомів сірки в структурі Tl2HgSnS4. Відомо, що знання електронних і оптичних властивостей, а також особливостей природи хімічного зв’язку в твердих тілах мають велике значення, оскільки дозволяють зрозуміти і передбачити їх фізико-хімічні властивості. В даній роботі ми провели поєднане теоретичне та експериментальне дослідження електронної структури та оптичних властивостей Tl2HgSnS4. Зокрема, ми дослідили рентгенівські фотоелектронні (XP) спектри внутрішніх (core level) та валентних електронів (VB), а також рентгенівську емісійну (XE) S Kβ1,3 смугу (валентні S p стани) для кристала Tl2HgSnS4, вирощеного методом Бріджмена-Стокбаргера. Зокрема, в даному дослідженні ми розробили ефективний метод експериментального дослідження електронної структури кристалів методом рентгенівської фотоелектронної спектроскопії (XPS), котрий дозволяє усувати наявність вуглеводневих домішок, що адсорбовані на поверхні кристалу. Щоб оцінити енергію забороненої зони кристалу Tl2HgSnS4, був досліджений край оптичного поглинання при кімнатній температурі. Для перевірки експериментальних результатів проведені ab initio розрахунки краю оптичного поглинання сполуки Tl2HgSnS4.