Research of Photoluminescence Spectra of ZnSXSe1 – X:Mn Nanocrystals Obtained by Method of Self-propagating High-temperature Synthesis

Abstract

Досліджено спектри фотолюмінесценції нанокристалів твердих розчинів ZnSxSe1 – x:Mn, отриманих методом самопоширюваного високотемпературного синтезу. При кімнатній температурі ці нанокристали при всіх значеннях параметра х люмінесціювали у видимій області спектра. Методом похідної спектроскопії четвертого-шостого порядків у спектрах фотолюмінесценціі нанокристалів ZnSxSe1 – x:Mn виявлено шість індивідуальних смуг. Для складу з х = 1 ці смуги характеризуються такими максимумами випромінювання: λmax = 639 нм (1), 616 нм (2), 600 нм (3), 580.5 нм (4), 555 нм (5), 530.5 нм (6) відповідно. Смуги 1-5, ймовірно, пов'язані з іонами Mn2+ в різному локальному оточенні. Положення максимумів випромінювання індивідуальних смуг 4-5 практично не залежить від значення параметра х, максимуми смуг 2-3 монотонно зміщуються в короткохвильову область зі збільшенням параметра х. Максимум випромінювання смуги 1 стрибкоподібно змінює своє положення в діапазоні значень x = 0.2÷0.4, що пов'язано зі стрибкоподібному зміною локального оточення іонів Mn2 + у фазі MnS. Смуга випромінювання 6, напевно, не є елементарною, тому положення її максимуму випромінювання в залежності від значення параметра х носить стрибкоподібний характер.

We investigated photoluminescence spectra of nanocrystals of ZnSxSe1 – x:Mn solid solutions obtained by the method of self-propagating high-temperature synthesis. At room temperature, these nanocrystals luminesced in the visible area of spectrum for all values of the parameter x. Six individual bands were discovered in photoluminescence spectra of ZnSxSe1 – x:Mn nanocrystals by the method of fourth-sixth derivative spectroscopy. For compounds with х = 1, these bands are characterized by maxima of emission: λmax = 639 nm (1), 616 nm (2), 600 nm (3), 580.5 nm (4), 555 nm (5), 530.5 nm (6), respectively. Probably, bands 1-5 are related to Mn2 + ions in different local environment. The maxima position of emission of 4-5 individual bands does not almost depend on x parameter value, maxima of 2-3 bands are monotonously displaced in a short-wave area with the increase of x parameter. Maximum of band emission 1 changes the hopping position in the range of x values: x = 0.2÷0.4, which is related to hopping change of local environment of Mn2 + ions in MnS phase. To all appearance, 6 band's emission is not elementary, therefore its position of maximum of emission depending on the parameter value of x has hopping character.