Untersuchung neu synthetisierter Thalliumverbindungen für optoelektronische Bauelemente

Das aufkeimende Gebiet der optoelektronischen Bauelemente treibt die Entwicklung neuer Alkalimetall-basierter Chalkogenide voran, deren Eigenschaften gründlich untersucht werden müssen.

Der Bedarf an effizienten optoelektronischen Bauelementen wächst und damit einhergehend auch die Herausforderung, neue Halbleiter mit wertvollen Eigenschaften zu entdecken. Dies hat bedeutende Forschungen in der Synthese und Charakterisierung neuer Chalkogenide auf Alkalimetallbasis (AM) mit Kupfer, Silber und Alkalimetallen mit wertvollen Eigenschaften wie Flexibilität, hoher thermischer Stabilität, Halbleitfähigkeit und photovoltaischen Effekten angespornt.

Inspiriert von der wachsenden Nachfrage nach neuen optimalen Halbleitermaterialien wurde ein neues Papier veröffentlicht in EPJ B verfasst von Abdelmadjid Bouhemadou, Laboratory for Developing New Materials and their Characterizations, Department of Physics, Faculty of Science, University of Ferhat Abbas Setif, Algerien, und seinen Co-Autoren, untersuchten im Detail die strukturellen, elastischen, elektronischen und optischen Eigenschaften von zwei neuen Materialien synthetisierte Verbindungen, nämlich Tl2CdGeSe4 und Tl2CdSnSe4.

In der Veröffentlichung beschreiben die Autoren Bedenken hinsichtlich AM-basierter Chalkogenide, die technologische Anwendungen behindern, und fügen hinzu, dass diese Nachteile durch Verbindungen überwunden werden könnten, die Thallium (Tl) integrieren, einschließlich Tl2CdGeSe4 und Tl2CdSnSe4.

Die Forscher erklären, dass Tl viel weniger elektropositiv ist als Alkalimetalle; Die Elektronegativität von Tl ist viel höher als die jedes Alkalimetalls. Dies führt zu einem weniger ionischen Charakter in Tl-basierten Verbindungen, was zu niedrigen elektrischen Widerständen und damit zu höheren Ladungsträgermobilitäten führen kann.

Tl ist auch schwerer als jedes stabile Alkalimetall, was bedeutet, dass es eine niedrige Wärmeleitfähigkeit des Gitters aufweist, was die physikalischen Eigenschaften verbessert, die eine niedrige Wärmeleitfähigkeit des Gitters erfordern, wie z. B. den thermoelektrischen Wirkungsgrad. Tl-haltige Materialien neigen auch dazu, weniger empfindlich gegenüber Luft und Feuchtigkeit zu sein als Verbindungen auf AM-Basis. Diese und andere Vorteile bedeuten, dass der Erforschung von Chalkogeniden auf Tl-Basis bedeutende Forschung gewidmet wurde

Die Autoren des Papiers sagen, dass ihre Forschung gezeigt hat, dass die untersuchten Materialien eine hohe Absorption in einem Energiefenster aufweisen, das das sichtbare Spektrum umfasst. Darüber hinaus stimmen die optimierten Strukturparameter von Tl2CdGeSe4 und Tl2CdSnSe4 hervorragend mit den experimentellen Gegenstücken überein, was die Zuverlässigkeit der theoretischen Methode zur Vorhersage der physikalischen Eigenschaften der Titelverbindungen bestätigt.

Dabei zeigte sich, dass es sich bei den untersuchten Compounds um weiche, duktile, mechanisch stabile und im Wesentlichen strukturell und elastisch anisotrope Materialien handelt.