Reflectance and thermoreflectance spectra and energy band structure of GeSe crystals

Abstract

The reflectance spectra of orthorhombic GeSe crystals are studied in the region 0.5 to 12 eV in polarized light with E 11 a and E (1 b a t 290 K and a Kramers-Kronig analysis is performed. The thermoreflectance spectra are investigated in the region 1 to 5 eV for E 11 a and E 11 b a t 300 and 90K. The energy band structure calculations of GeSe are carried out by the pseudopotential method, and the spectra of t.he imaginary part of the dielectric constant are calculated by the k * p method. A classification and interpretation of main structures of optical spectra of GeSe by direct interband transitions a t critical points I', U, T and high symmetry lines B' V, A is presented on the basis of calculated band structure and selection rules for optical dipole transitions of orthorhombic A4B6 crystals. I/ZCcJIenOBaHbI CneKTpbI OTPaHEeHHfl OpTOpOM6H~IeCKOrO HpHCTanna GeSe B CneKTpNIb€IO# o 6 n a c~~ OT 0,5 A 0 12 ev B nOJIflpH30BaHHOM CBeTC C E I] a A E I] b npPi TeMnepaTypC! 290 K A nposeneH ~H~J I A~ HpaMepca-Kpomira. kI3yqe~b1 cnewpbr TepMooTpameHufl B AHTepsane OT 1 no 5 eV nns non~pn3a1@ E 11 a A E 11 b n p~ 300 EI 90 K. nposeHeHbI paClieTb1 30HHOfi CTPYKTYPbI &Se MeTOnOM IICeBAOnOTeHqHana H CneKTpOB MHHMOfi gaCTH AH3JIeKTPAYeCKOfi IIPOHH4aeMOCTki k * P-MeTOllOM. Ha OCHOBe PaCCWITaHHOfi ~O H H O~~ CTPYKTYPH H npamn o~6opa n n~ nnnonbHbIx OnTmecwix nepexonoB B OPTO-P O M~M V~C K H X HpHcTannax A4B6 nposeneHa xnaccH@Kaqax H AHTepnpeTaqufl OCHOBHHS CTPYKTJ'P OIITHqeCKAX CneKTpOB GeSe IlpIIMbIMH MeHU(y3OHHbIMH nepeXO&3MH B KPATII-qeCKHX TOqKaX r, u H T, a TaKHEe Ha JIHHHIIX BbICOKOfi CAMMeTpAA B', v H A.

Study of Structural, Thermoelectric, and Photoelectric Properties of Layered Tin Monochalcogenides SnX (X = S, Se) for Energy Application

“…The BP structure is usually an orthorhombic lattice consisting of an armchair chain along the a axis and a zigzag chain along the b axis (i.e., a is perpendicular to b ), resulting in special in-plane anisotropy in the van der Waals plane. The optical band edges of BP (∼1.32 eV), GeS (∼1.6 eV), and GeSe (∼1.2 eV) are usually armchair-chain polarized , with an additional zigzag-chain-polarized feature close to and above their band edges (i.e., ∼1.69 eV for GeS and ∼1.3 eV for GeSe). , Phosphorene exhibits high band gap tunability with thickness dependence from 0.3 to 2 eV. It also possesses high mobility exceeding 1000 cm 2 /(V·s) that is suitable for fabrication of electronic devices. , Layered GeS is a direct band gap semiconductor with extra in-plane anisotropy, which can be applied for a polarized infrared emitter and a polarized solar cell .…”

Electronic band structure of the orthorhombic GeSe crystal

“…Поскольку на длинноволновый край фундаментального поглощения накладывается поглощение, связанное с примесной зоной и экситонами [13,17,18,21], поэтому невозможно из анализа края определить точное значение непрямой оптической щели. В этом случае более предпочтительными являются результаты, полученные с помощью измерений электроотражения [23] и термоотражения [12], так как для примесей в полупроводниках изменения показателя поглощения и связанного с этим изменением показателя преломления невелики и находятся в пределах обнаружительной способности метода электроотражения [37]. Согласно результатам модуляционной спектроскопии [12,23] ширина запрещенной зоны ромбического GeSe равна E g = 1.29 эВ, что на 0.94 эВ больше теорети-чески рассчитанной.…”

“…Экспериментально электронная структура изучалась методами ультрафиолетовой (UPS) и рентгеновской (XPS) фотоэлектронной спектроскопии [7][8][9][10][11]. Теоретические расчеты электронной структуры GeSe проводились методами полуэмпирического псевдопотенциала [12,13], ЛКАО [14,16], [14,16], функционала плотности (DFT) [15,16], Хартри-Фока и полно-потенциальным методом линеаризованных присоединенных плоских волн (FP-LAPW) [16]. Несмотря на то, что в большинстве работ основные черты электронной структуры кристалла GeSe воспроизводятся, имеются расхождения результатов для дисперсии зон, величин промежутков и даже порядка чередования зон.…”

Anisotropic behaviour of semiconducting tin monosulphoselenide single crystals

“…These compounds are considered intermediate between the three dimensional and the two dimensional materials. They all exhibit an orthorhombic structure belonging to space group h D 2 16 (Pcmn) which can be described as distortion of the simple cubic structure of NaCl (Eymerd and Otto 1977;Grandke and Ley 1977;Shalvoy et al 1977;Park and Srivastava 1980;Valiukonis et al 1983;Taniguchi et al 1990). These lamellar compounds have attracted considerable attention because of their important properties in the field of optoelectronics (Logothetidis and Polatoglou 1987), holographic recording systems (Valiukonis et al 1986), electronic switching (Bletskan et al 1976;Singh and Bedi 1990) and infrared production and detection (Bedi et al 1992).…”