Optical Properties of Hg1 – xMnxS, Hg1 – x – уMnxFеуS, Hg1 – x – уMnxFеуSe1 – zSz

Abstract

В роботі проведено дослідження оптичних властивостей кристалів Hg1 – xMnxS, Hg1 – x – уMnxFеуS, Hg1 – x – уMnxFеуSe1 – zSz. Напівмагнітні напівпровідникові тверді розчини Hg1 – xMnxS, Hg1 – x – уMnxFеуS, Hg1 – x – уMnxFеуSe1 – zSz (область існування яких 0 < х ≤ 0,375), одержані методом Бріджмена, володіють провідністю n-типу (концентрація електронів n ~ 1018см – 3). Тверді розчини Hg1 – xMnxS, Hg1 – x – уMnxFеуS та Hg1 – x – уMnxFеуSe1 – zSz є напівпровідниками із змінною в залежності від складу шириною забороненої зони (Eg) і належать до напівмагнітних напівпровідників. Наявність в кристалах атомів Mn із нескомпенсованим магнітним моментом дає можливість контролювати склад (х). На основі досліджень коефіцієнту відбивання визначені показники заломлення і ефективна маса електронів на рівні Фермі для Hg1 – xMnxS, Hg1 – x – уMnxFеуS. Дослідження спектрів пропускання проведено при кімнатній температурі T ~ 300 K. Визначена оптична ширина забороненої зони досліджуваних напівпровідників і встановлені домінуючі механізми розсіювання електронів. Показано, що в досліджуваних кристалах наявні прямі міжзонні оптичні переходи.

In this paper, the optical properties of Hg1 – xMnxS, Hg1 – x – уMnxFеуS, Hg1 – x – уMnxFеуSe1 – zSz crystals were studied. Hg1 – xMnxS, Hg1 – x – уMnxFеуS, Hg1 – x – уMnxFеуSe1 – zSz semimagnetic semiconductor solid solutions (their area of existence is 0 < х ≤ 0.375) obtained by the Bridgman method have n-type conductivity (electron concentration is n ~ 1018 cm – 3). Hg1 – xMnxS, Hg1 – x – уMnxFеуS, Hg1 – x – уMnxFеуSe1 – zSz solid solutions are semiconductors with variable bandwidth dependent on the composition (Eg) and belong to semimagnetic semiconductors. The presence of Mn atoms in the crystals with an uncompensated magnetic moment makes it possible to control the composition (х).The refractive index and effective mass of electrons at the Fermi level for Hg1 – xMnxS, Hg1 – x – уMnxFеуS were determined on the basis of studies of the reflection coefficient. The transmission spectra were investigated at room temperature (T ~ 300 K). The optical band gap width of semiconductors under study was determined and the dominant mechanisms of electron scattering were established. It was found out that direct interband optical transitions take place in the studied crystals.