Étude de composés de thallium nouvellement synthétisés pour des dispositifs optoélectroniques

Le domaine en plein essor des dispositifs optoélectroniques est à l’origine du développement de nouveaux chalcogénures à base de métaux alcalins dont les qualités doivent être étudiées de manière approfondie.

Le besoin de dispositifs optoélectroniques efficaces augmente et, parallèlement, le défi de découvrir de nouveaux semi-conducteurs aux propriétés intéressantes. Cela a stimulé des recherches importantes dans la synthèse et la caractérisation de nouveaux chalcogénures à base de métaux alcalins (AM) impliquant du cuivre, de l’argent et des métaux alcalins avec des propriétés précieuses telles que la flexibilité, la stabilité thermique élevée, la semi-conductivité et les effets photovoltaïques.

Inspiré par la demande croissante de nouveaux matériaux semi-conducteurs optimaux, un nouvel article publié dans EPJ B rédigé par Abdelmadjid Bouhemadou, Laboratoire de développement de nouveaux matériaux et de leurs caractérisations, Département de physique, Faculté des sciences, Université de Ferhat Abbas Sétif, Algérie et ses co-auteurs, ont étudié en détail les propriétés structurelles, élastiques, électroniques et optiques de deux nouveaux composés synthétisés, à savoir Tl2CdGeSe4 et Tl2CdSnSe4.

Dans l’article, les auteurs décrivent les préoccupations concernant les chalcogénures à base d’AM qui entravent les applications technologiques, ajoutant que ces inconvénients pourraient être surmontés par des composés qui intègrent le thallium (Tl), notamment Tl2CdGeSe4 et Tl2CdSnSe4.

Les chercheurs expliquent que Tl est beaucoup moins électropositif que les métaux alcalins ; l’électronégativité de Tl est bien supérieure à celle de n’importe quel métal alcalin. Cela conduit à un caractère moins ionique dans les composés à base de Tl, ce qui peut conduire à de faibles résistivités électriques et donc à des mobilités de porteurs plus élevées.

Tl est également plus lourd que n’importe quel métal alcalin stable, ce qui signifie qu’il a une faible conductivité thermique du réseau améliorant les propriétés physiques nécessitant une faible conductivité thermique du réseau telle que l’efficacité thermoélectrique. Les matériaux contenant du Tl ont également tendance à être moins sensibles à l’air et à l’humidité que les composés à base d’AM. Ces avantages et d’autres signifient que des recherches importantes ont été consacrées à l’exploration des chalcogénures à base de Tl

Les auteurs de l’article disent que leurs recherches ont révélé que les matériaux étudiés présentent une absorption élevée dans une fenêtre d’énergie impliquant le spectre visible. De plus, les paramètres structuraux optimisés de Tl2CdGeSe4 et Tl2CdSnSe4 sont en excellent accord avec les homologues expérimentaux, confirmant la fiabilité de la méthode théorique utilisée pour prédire les propriétés physiques des composés du titre.

Ceci a révélé que les composés étudiés sont des matériaux mous, ductiles, mécaniquement stables et sensiblement structurellement et élastiquement anisotropes.