Optical properties of HgGaInS4 crystals

Abstract

Luminescence, transmission, reflection, and wavelength modulation transmission and wavelength modulation reflection spectra of HgGaInS4 crystals were researched in the temperature range of 300-10 K. This article discusses the various features observed in the spectra of HgGaInS4 crystals. The dependence on temperature of the energy gap is shown. Spectra of wavelength modulation transmission have minima a1, a2, and a3, which vary with temperature and are caused by indirect transitions L-Г with phonon absorption and emission. Spectra of thicker crystals have more features caused by the same indirect transitions. The photoluminescence show a strong maximum at 2.43 eV, attributed to radiative recombination of free excitons. These various features have significant implications for the understanding of the electronic and optical properties of HgGaInS4 crystals.

Au fost cercetate spectrele de luminescență, de transmisie, de reflexie și modulate în funcție de lungimea de undă a transmisiei și reflexiei ale cristalelor HgGaInS4 în intervalul de temperatură 300-10 K. În acest articol se discută diferite caracteristici observate în spectrele cristalelor HgGaInS4. Este prezentată dependența de temperatură a energiei de bandă. Spectrele de modificare a transmisiei în funcție de lungimea undei, cu minime a1, a2 și a3, care variază cu temperatura și sunt cauzate de tranziții indirecte L-Г cu absorbție și emisie de fononi. Spectrele cristalelor mai groase au mai multe caracteristici cauzate de aceleași tranziții indirecte. Spectrele de fotoluminescență arată un maxim puternic la 2.43 eV, atribuit recombinării radiative a excitonilor liberi. Aceste diferite caracteristici au implicări semnificative pentru înțelegerea proprietăților electronice și optice ale cristalelor HgGaInS4.