Електронні характеристики поверхневих вакансій у нанокристалах CdS
DOI:
https://doi.org/10.15330/pcss.19.1.34-39Ключові слова:
кадмій сульфід, нанокристал, фотолюмінесценція, вакансія, метод функціоналу густиниАнотація
Структурні та електронні характеристики нейтральних і заряджених вакансій кадмію та сірки у нанокристалах CdS проведено методом функціоналу густини з використанням гібридного обмінно-кореляційного функціоналу. Розраховано повну та парціальну густину електронних станів, енергії формування та енергії термодинамічних переходів. На основі отриманих теоретичних результатів та наявних експериментальних даних, зроблено висновок, що однозарядні вакансії кадмію є центрами випромінювальної рекомбінації у таких структурах.
Посилання
[1] J. J. Ramsden, M. Grätzel, J. Chem. Soc. Faraday Trans, 1(80), 919 (1984).
[2] A. Dumbrava, C. Badea, G. Prodan, V. Ciupina, Chalcogenide Lett. 7, 111 (2010).
[3] S. V. Sorokin, S. V. Gronin, I. V. Sedova, M. V. Rakhlin, M. V. Baidakova, P. S. Kopyev, A. G. Vainilovich, E. V. Lutsenko, G. P. Yablonsky, N. A. Gamov, E. V. Zhdanova, M. M. Zverev, C. S. Revimov, and S. V. Ivanov, Fiz. Tehn. Poluprov., 49, 342 (2015).
[4] A. Mukherjee, B. Satpati, S. R. Bhattacharyya, R. Ghosh, P. Mitra, Phys. E 65, 51 (2015).
[5] S. Wang, W. Dong, X. Fang, S. Wu, R. Tao, Z. Deng, J. Shao, L. Hu, and J. Zhu, J. Power Sources, 273, 645 (2015).
[6] M. Tomakin, M. Altunbaş, E. Bacaksiz, Ş. Çelik, Thin Solid Films, 520, 2532 (2012).
[7] Y. Li, S. Q. Yuan, X. J. Li, Mater. Lett., 136, 67 (2014).
[8] C. Wu, L. Wang, Z. Zhang, X. Zhang, Q. Peng, J. Cai, Y. Yu, H. Guo, J. Jie, Front. Optoelectron. China, 4, 161 (2011).
[9] T. Inoshita, H. Sakaki, Phys. B, 227, 373 (1996).
[10] U. Bockelmann, T. Egeler, Phys. Rev. B, 46, 15574 (1992).
[11] A. V. Fedorov, A. V. Baranov, I. D. Rukhlenko, T. S. Perova, K. Berwick, Phys. Rev. B, 76, 45332 (2007).
[12] T. Orii, S. Kaito, K. Matsuishi, S. Onari, and T. Arai, J. Phys., 14, 9743 (2002).
[13] S. V. Rempel, A. D. Levin, A. Yu. Sadagov, A.A. Rempel, Fiz. Tverd. Tela 57, 1087 (2015).
[14] G. Y. Rudko, I. P. Vorona, V. I. Fediv, A. Kovalchuk, J. E. Stehr, B. D. Shanina, W. M. Chen, I. A. Buyanova, Nanoscale Res. Lett,. 12, 130 (2017).
[15] V. M. Skobeev, V. A. Smyntina, A. I. Sviridova, D. A. Strutz, and A. V. Tyurin, Journal of Applied Spectroscopy, 75, 556 (2008).
[16] P. Mandal, S. S. Talwar, S. S. Major, R. S. Srinivasa, J. Chem. Phys., 128, 114703 (2008).
[17] H. Lee, H. Yang, P.H. Holloway, Phys. B, 404, 4364 (2009).
[18] S. Q. Yuan, P. F. Ji, Y. Li, Y. L. Song, F. Q. Zhou, Adv. Optoelectron., 2015, 1 (2015).
[19] V. Smyntyna, B. Semenenko, V. Skobeeva, and M. Malushin, Electronics and Information Technologies, 45 (2012).
[20] C. G. Van de Walle, J. Appl. Phys. 95, 3851 (2004).
[21] M. W. Schmidt, K. K. Baldridge, J. A. Boatz, S. T. Elbert, M. S. Gordon, J. H. Jensen, S. Koseki, N. Matsunaga, K. A. Nguyen, S. Su, T. L. Windus, M. Dupuis, J. A. Montgomery, J. Comput. Chem., 14, 1347 (1993).
[22] A. Kasuya, R. Sivamohan, Y. A. Barnakov, I. M. Dmitruk, T. Nirasawa, V. R. Romanyuk, V. Kumar, S. V Mamykin, K. Tohji, B. Jeyadevan, K. Shinoda, T. Kudo, O. Terasaki, Z. Liu, R. V Belosludov, V. Sundararajan, Y. Kawazoe, Nat. Mater., 3, 99 (2004).
[23] A. E. Kuznetsov, D. N. Beratan, J. Phys. Chem. C, 118, 7094 (2014).
[24] P. J. Stephens, F. J. Devlin, C. F. Chabalowski, M. J. Frisch, J. Phys. Chem., 98, 11623 (1994).
[25] S. H. Vosko, L. Wilk, M. Nusair, Can. J. Phys., 58, 1200 (1980).
[26] C. Lee, W. Yang, R.G. Parr, Phys. Rev. B, 37, 785 (1988).
[27] A. D. Becke, J. Chem. Phys., 98, 5648 (1993).
[28] P. J. Hay, W. R. Wadt, J. Chem. Phys., 82, 299 (1985).
[29] W. R. Wadt, P. J. Hay, J. Chem. Phys., 82, 284 (1985).
[30] P. J. Hay, W. R. Wadt, J. Chem. Phys., 82, 270 (1985).
[31] A. Veamatahau, B. Jiang, T. Seifert, S. Makuta, K. Latham, M. Kanehara, T. Teranishi, Y. Tachibana, Phys. Chem. Chem. Phys., 17, 2850 (2015).
[2] A. Dumbrava, C. Badea, G. Prodan, V. Ciupina, Chalcogenide Lett. 7, 111 (2010).
[3] S. V. Sorokin, S. V. Gronin, I. V. Sedova, M. V. Rakhlin, M. V. Baidakova, P. S. Kopyev, A. G. Vainilovich, E. V. Lutsenko, G. P. Yablonsky, N. A. Gamov, E. V. Zhdanova, M. M. Zverev, C. S. Revimov, and S. V. Ivanov, Fiz. Tehn. Poluprov., 49, 342 (2015).
[4] A. Mukherjee, B. Satpati, S. R. Bhattacharyya, R. Ghosh, P. Mitra, Phys. E 65, 51 (2015).
[5] S. Wang, W. Dong, X. Fang, S. Wu, R. Tao, Z. Deng, J. Shao, L. Hu, and J. Zhu, J. Power Sources, 273, 645 (2015).
[6] M. Tomakin, M. Altunbaş, E. Bacaksiz, Ş. Çelik, Thin Solid Films, 520, 2532 (2012).
[7] Y. Li, S. Q. Yuan, X. J. Li, Mater. Lett., 136, 67 (2014).
[8] C. Wu, L. Wang, Z. Zhang, X. Zhang, Q. Peng, J. Cai, Y. Yu, H. Guo, J. Jie, Front. Optoelectron. China, 4, 161 (2011).
[9] T. Inoshita, H. Sakaki, Phys. B, 227, 373 (1996).
[10] U. Bockelmann, T. Egeler, Phys. Rev. B, 46, 15574 (1992).
[11] A. V. Fedorov, A. V. Baranov, I. D. Rukhlenko, T. S. Perova, K. Berwick, Phys. Rev. B, 76, 45332 (2007).
[12] T. Orii, S. Kaito, K. Matsuishi, S. Onari, and T. Arai, J. Phys., 14, 9743 (2002).
[13] S. V. Rempel, A. D. Levin, A. Yu. Sadagov, A.A. Rempel, Fiz. Tverd. Tela 57, 1087 (2015).
[14] G. Y. Rudko, I. P. Vorona, V. I. Fediv, A. Kovalchuk, J. E. Stehr, B. D. Shanina, W. M. Chen, I. A. Buyanova, Nanoscale Res. Lett,. 12, 130 (2017).
[15] V. M. Skobeev, V. A. Smyntina, A. I. Sviridova, D. A. Strutz, and A. V. Tyurin, Journal of Applied Spectroscopy, 75, 556 (2008).
[16] P. Mandal, S. S. Talwar, S. S. Major, R. S. Srinivasa, J. Chem. Phys., 128, 114703 (2008).
[17] H. Lee, H. Yang, P.H. Holloway, Phys. B, 404, 4364 (2009).
[18] S. Q. Yuan, P. F. Ji, Y. Li, Y. L. Song, F. Q. Zhou, Adv. Optoelectron., 2015, 1 (2015).
[19] V. Smyntyna, B. Semenenko, V. Skobeeva, and M. Malushin, Electronics and Information Technologies, 45 (2012).
[20] C. G. Van de Walle, J. Appl. Phys. 95, 3851 (2004).
[21] M. W. Schmidt, K. K. Baldridge, J. A. Boatz, S. T. Elbert, M. S. Gordon, J. H. Jensen, S. Koseki, N. Matsunaga, K. A. Nguyen, S. Su, T. L. Windus, M. Dupuis, J. A. Montgomery, J. Comput. Chem., 14, 1347 (1993).
[22] A. Kasuya, R. Sivamohan, Y. A. Barnakov, I. M. Dmitruk, T. Nirasawa, V. R. Romanyuk, V. Kumar, S. V Mamykin, K. Tohji, B. Jeyadevan, K. Shinoda, T. Kudo, O. Terasaki, Z. Liu, R. V Belosludov, V. Sundararajan, Y. Kawazoe, Nat. Mater., 3, 99 (2004).
[23] A. E. Kuznetsov, D. N. Beratan, J. Phys. Chem. C, 118, 7094 (2014).
[24] P. J. Stephens, F. J. Devlin, C. F. Chabalowski, M. J. Frisch, J. Phys. Chem., 98, 11623 (1994).
[25] S. H. Vosko, L. Wilk, M. Nusair, Can. J. Phys., 58, 1200 (1980).
[26] C. Lee, W. Yang, R.G. Parr, Phys. Rev. B, 37, 785 (1988).
[27] A. D. Becke, J. Chem. Phys., 98, 5648 (1993).
[28] P. J. Hay, W. R. Wadt, J. Chem. Phys., 82, 299 (1985).
[29] W. R. Wadt, P. J. Hay, J. Chem. Phys., 82, 284 (1985).
[30] P. J. Hay, W. R. Wadt, J. Chem. Phys., 82, 270 (1985).
[31] A. Veamatahau, B. Jiang, T. Seifert, S. Makuta, K. Latham, M. Kanehara, T. Teranishi, Y. Tachibana, Phys. Chem. Chem. Phys., 17, 2850 (2015).
