Ученые раскрыли структуру и свойства нового полупроводника
Не меньший практический потенциал имеют халькогениды редкоземельных элементов (РЗЭ). Двойные и тройные халькогениды РЗЭ нередко демонстрируют ряд новых тепловых, магнитных и оптических свойств, нехарактерных для прочих халькогенидов. В настоящей работе авторы рассмотрели синтез и структуру сложного сульфида EuErCuS3, а также оценили его оптические, магнитные, дюрометрические и термические свойства.
Было обнаружено, что соединение кристаллизуется в структурном типе Eu2CuS3 (рисунок1), который типичен для соединений EuLnCuS3. Синтезированное соединение содержит магнитный ион Er3+. Как следствие, данный ион испытывает ферримагнитный переход при низких температурах около 4,8 К. Для сравнения: у другого халькогенида, EuGdCuS3 переход наблюдается при температуре 5,4 К.
Рисунок 1. Пространственная структура EuErCuS3
Авторами также продемонстрировано, что значения, полученные в результате изучения магнитных и термических свойств EuErCuS3, находятся в диапазоне для изоструктурных соединений ALnCuS3 (A = Sr, Eu; Ln = La-Lu). Расчеты кристаллической структуры и фононного спектра были выполнены для EuErCuS3 в рамках подхода LCAO-MO и теории функционала плотности с использованием гибридного функционала B3LYP. Результаты расчетов позволили ученым интерпретировать наблюдаемые колебательные спектры. Валентное состояние RE-ионов (Er3+ и Eu2+) проверялось комбинацией рентгеновской дифракции и люминесцентной спектроскопии (рисунок 2).
Рисунок 3. Спектр диффузного отражения EuErCuS3
Можно сказать, что синтезированный халькогенид является полупроводником. Что интересно, рассчитанное значение ширины запрещенной зоны (2,56 эВ) отличается от экспериментального. Как говорят авторы, это может быть связано с тем, что в расчетах орбитали редкоземельных ионов были заменены псевдопотенциалом.
Источник:
Управление стратегических коммуникаций ТюмГУ
