Вышедшие номера
Центр Fe3+ в ZnMnO
Государственное задание МИНОБРНАУКИ России (тема "Электрон"), 122021000039-4
Государственное задание МИНОБРНАУКИ России (тема "Квант"), 122021000038-7
Проект МИНОБРНАУКИ России, FEUZ- 2023-0014
Соколов В.И. 1, Меньшенин В.В.1, Груздев Н.Б. 1, Зацепин А.Ф.2
1Институт физики металлов им. М.Н. Михеева Уральского отделения Российской академии наук, Екатеринбург, Россия
2Уральский федеральный университет им. первого Президента России Б.Н. Ельцина, Екатеринбург, Россия
Email: visokolov@imp.uran.ru, nbgruzdev@mail.ru
Поступила в редакцию: 1 декабря 2023 г.
В окончательной редакции: 1 декабря 2023 г.
Принята к печати: 25 декабря 2023 г.
Выставление онлайн: 14 февраля 2024 г.

В ZnO примесный ион железа, замещающий ион цинка, должен находиться в состоянии Fe2+ (конфигурация d6), но часто проявляется как Fe3+ (d5). В 1992 году было впервые обнаружено, что в спектре фотолюминесценции ZnO наблюдается узкая линия A, возникающая в результате внутрицентрового перехода иона Fe3+ (d5), при энергии 1.7874 eV. Эта линия сопровождалась интенсивным колебательным фоном, обусловленным фононами решетки ZnO. В настоящей работе в спектре фотолюминесценции ZnMnO : Fe3+ выявлены существенные отличия по сравнению со спектром фотолюминесценции ZnO : Fe3+. В спектре фотолюминесценции ZnMnO : Fe3+ линия A расщепляется на две компоненты. Под влиянием света в ZnMnO : Fe3+ возникает локализованный на кластере Mn2+-4O2- экситон. Его Оже-релаксация приводит к возбуждению конфигурации d5 не иона Mn2+, а иона Fe3+. В данном случае имеет место нестандартный Оже-процесс с участием двух примесных центров с основными состояниями ^6A1. Ключевые слова: фотолюминесценция, оксид цинка, Оже-процесс.
  1. T. Dietl, H. Ohno, F. Matsukura, J. Cibert, D. Ferrand. Science 287, 1019 (2000)
  2. M.R. Hoffman, S.T. Martin, W. Choi, D.W. Bahnemann. Chem. Rev. 95, 69 (1995)
  3. T. Ohno. Science 281, 951 (1998)
  4. R. Heitz, A. Hoffmann, I. Broser. Phys. Rev. B 45, 16, 8977 (1992)
  5. У. Шерклифф. Поляризованный свет. Мир, М. (1965). 264 с
  6. К.И. Кугель, Д.И. Хомский. УФН 136, 4, 621 (1982)
  7. В.И. Соколов, Н.Б. Груздев, В.В. Меньшенин, А.С. Вохминцев, С.С. Савченко, И.А. Вайнштейн, Г.А. Емельченко. Оптика и спектроскопия 130, 12, 1810 (2022)
  8. T. Mizokawa, T. Nambu, A. Fujimori, T. Fukumura, M. Kawasaki. Phys. Rev. B 65, 085209 (2002)
  9. Г.Г. Зегря, В.Ф. Мастеров. ФТТ 29, 10, 1893 (1995)
  10. I. Di Marco, P. Thunstrom, M.I. Katsnelson, J. Sadowski, K. Karlsson, S. Lebegue, J. Kanski, O. Eriksson. Nature Commun. 4, 2645 (2013)