(ZnSe)1-x(Nd2Se3)x bərk məhlul ərintilərinin elektrofiziki xassələrinin öyrənilməsi

Səadət Məmmədova; Kazım Əliyev; Aytən Sultanova; Yeganə Cəfərova

doi:10.5281/zenodo.21080571

Müəlliflər

Səadət Məmmədova Bakı Dövlət Universiteti Müəllif
Kazım Əliyev Bakı Dövlət Universiteti Müəllif
Aytən Sultanova Bakı Dövlət Universiteti Müəllif
Yeganə Cəfərova Bakı Dövlət Universiteti Müəllif

DOI

https://doi.org/10.5281/zenodo.21080571

Açar sözlər

ZnSe, Nd₂Se₃, bərk məhlul, elektrik keçiriciliyi, aktivləşmə enerjisi, nadir torpaq elementləri, elektrofiziki xassələr

Xülasə

Bu işdə II–VI qrup yarımkeçirici materiallarına aid olan (ZnSe)1-x(Nd₂Se₃)x bərk məhlul sisteminin elektrik və elektrofiziki xassələri tədqiq edilmişdir. ZnSe əsaslı yarımkeçiricilər geniş qadağan olunmuş enerji zonasına, yüksək optik şəffaflığa və əlverişli elektrik parametrlərinə malik olduqlarına görə müasir optoelektronika və fotonika sahələrində geniş tətbiq olunur. Bu materialların nadir torpaq elementləri ilə legirlənməsi onların funksional xüsusiyyətlərinin məqsədyönlü şəkildə idarə edilməsinə imkan verir. Tədqiqat zamanı müxtəlif tərkibli (ZnSe)1-x(Nd₂Se₃)x nümunələri yüksək təmizlikli ilkin komponentlər əsasında vakuumlaşdırılmış kvars ampullarda bərkfazalı sintez üsulu ilə hazırlanmışdır. Nümunələrin elektrik keçiriciliyi 300–600 K temperatur intervalında öyrənilmiş, temperatur asılılıqları əsasında aktivləşmə enerjiləri hesablanmışdır. Müəyyən edilmişdir ki, Nd₂Se₃ əlavələrinin miqdarı artdıqca elektrik keçiriciliyi yüksəlir, aktivləşmə enerjisi isə azalır. Bu hal neodim ionlarının kristal qəfəsdə donor xarakterli enerji səviyyələri yaratması və sərbəst elektronların konsentrasiyasını artırması ilə izah olunur. Tədqiqat nəticələri göstərmişdir ki, sistem əsasən n-tip keçiriciliyə malikdir və keçiricilik prosesində əsas yükdaşıyıcıları elektronlardır. Aşağı temperatur oblastında keçiriciliyin defekt səviyyələri arasında dopping mexanizmi ilə, yüksək temperatur sahəsində isə zonalı mexanizmlə baş verdiyi müəyyən edilmişdir. Nd ionlarının kristal qəfəsdə yaratdığı lokal deformasiya və struktur qüsurlarının elektrik xassələrinin formalaşmasında mühüm rol oynadığı aşkar edilmişdir. Alınmış nəticələr göstərir ki, (ZnSe)1-x(Nd₂Se₃)x sistemi elektrofiziki parametrləri idarə oluna bilən perspektivli yarımkeçirici materialdır və optoelektron cihazlarda, infraqırmızı texnikada, fotohəssas elementlərdə və digər funksional elektron qurğularda tətbiq oluna bilər.

Referanslar

1. Singh N. B., Su C. H., Sood R. (2020), Effect of doping on the electrical characteristics of ZnSe, Crystals, 10(7) 1-11, DOI: 10.3390/cryst10070551

2. Sureshkumar S., Jothimani B., Sridhar T et al. (2016), Synthesis and characterization of gadolinium-doped ZnSe quantum dots for fluorescence imaging of cancer cells RSC Advances, 6(19) 16081-16086 DOI: 10.1039/c5ra18773g

3. Liu S., Zhang Q., Zhang L. et al. (2016) Electrochemiluminescence Tuned by Electron-Hole Recombination from Symmetry-Breaking in Wurtzite ZnSe. Journal of the American Chemical Society, 138(4), 1154–1157. DOI: 10.1021/jacs.5b12727.

4. Zhou J., Li Y., Wu X., Qin W. Modulating the Electronic and Optical Properties of Tetragonal ZnSe Monolayers by Chalcogen Dopants. ChemPhysChem, 2016, 17(13), 1993–1998. DOI: 10.1002/cphc.201600089.

5. Dafinei I., Nagorny S., Pirro S. et al. Production of 82Se Enriched Zinc Selenide Crystals for the Study of Neutrinoless Double Beta Decay. Journal of Crystal Growth, 2017. DOI: 10.1016/j.jcrysgro.2017.02.058.

6. Makhniy V.P., Kinzerska O.V., Senko I.M., Slyotov O.M. High Temperature Luminescence of ZnSe Crystals. Technology and Design in Electronic Equipment, 2016. DOI: 10.15222/TKEA2016.2-3.37.

7. Emerging Blue Emitting Cerium(III) Ions Doped Zinc Selenide Thin Films with High Color Purity for LED Applications. Physica B: Condensed Matter, 2026. DOI: 10.1016/j.physb.2025.418154.

8. Synthesis, Structure and Spectroscopic Properties of Dy3+-Doped ZnSe Quantum Dots. Ceramics International, 2026. DOI: 10.1016/j.ceramint.2026.05.236.

9. Fu S, Xiao Q, Tang H et al. First Principles Study on Electronic Structure and Optical Properties of Lu Doped GaN at Different Doping Concentration, Guangxue Xuebao/Acta Optica Sinica (2024) 44(9) DOI: 10.3788/AOS231938

10. Hessien S., Tokgöz S. C., Mestre X., Secrecy Analysis of Generalized Space-Shift Keying Aided Visible Light Communication, EEE Access (2019) 7(2) 1-10, ISSN: 2169-3536 VO - 7

11. Shi H., Zhang P., Li S.S., Xia J.B. Magnetic Coupling Properties of Rare-Earth Metals Doped Semiconductors: First-Principles Calculations. Journal of Applied Physics, 2010.

12. Sabat K, Physics and chemistry of solid state direct reduction of iron ore by hydrogen plasma, Physics and Chemistry of Solid State (2021) 22(2) 292-300, DOI: 10.15330/PCSS.22.2.292-300

13. West A.R. Solid State Chemistry and Its Applications. 2nd ed. Wiley, 2019.

14. Kasap S.O. Principles of Electronic Materials and Devices. McGraw-Hill, 2018.

15. Russak M, Reichman J., Photoelectrochemical Performance of ZnSe / CdSe Thin Film Electrodes in Aqueous Polysulfide Electrolyte, Journal of The Electrochemical Society (2012) 129(3) 542-545, DOI: 10.1149/1.2123896

16. Mott N.F., Davis E.A. Electronic Processes in Non-Crystalline Materials. Oxford University Press, 2017.

17. Wang N, Meng F, Zhang L, Liu Z, Liu W, Light soaking of hydrogenated amorphous silicon: a short review, Carbon Neutrality, DOI: 10.1007/s43979-024-00093-9

18. Kreher K, Fundamentals of Semiconductors – Physics and Materials Properties, Zeitschrift für Physikalische Chemie (1997) 198(1-2) 275-275, DOI: 10.1524/zpch.1997.198.part_1_2.275