Het ontluikende veld van opto-elektronische apparaten stimuleert de ontwikkeling van nieuwe op alkalimetaal gebaseerde chalcogeniden met eigenschappen die grondig moeten worden onderzocht.

De behoefte aan efficiënte opto-elektronische apparaten groeit en hand in hand gaat hand in hand, net als de uitdaging om nieuwe halfgeleiders met waardevolle eigenschappen te ontdekken. Dit heeft geleid tot aanzienlijk onderzoek naar de synthese en karakterisering van nieuwe op alkalimetaal gebaseerde (AM) chalcogeniden waarbij koper, zilver en alkalimetaal betrokken zijn met waardevolle eigenschappen zoals flexibiliteit, hoge thermische stabiliteit, halfgeleidbaarheid en fotovoltaïsche effecten.

Geïnspireerd door de groeiende vraag naar nieuwe optimale halfgeleidende materialen, een nieuw artikel gepubliceerd in EPJ B geschreven door Abdelmadjid Bouhemadou, Laboratorium voor de ontwikkeling van nieuwe materialen en hun karakteriseringen, Departement Natuurkunde, Faculteit Wetenschappen, Universiteit van Ferhat Abbas Setif, Algerije en zijn co-auteurs, onderzocht in detail de structurele, elastische, elektronische en optische eigenschappen van twee nieuwe gesynthetiseerde verbindingen, namelijk Tl₂ CdGeSe₄ en Tl₂ CdSnSe₄ .

In het artikel beschrijven de auteurs zorgen over op AM gebaseerde chalcogeniden die technologische toepassingen belemmeren, eraan toevoegend dat deze nadelen kunnen worden verholpen door verbindingen die thallium (Tl) integreren, waaronder Tl₂ CdGeSe₄ en Tl₂ CdSnSe₄ .

De onderzoekers verklaren dat Tl veel minder elektropositief is dan alkalimetalen; de elektronegativiteit van Tl is veel hoger dan die van een alkalimetaal. Dit leidt tot een minder ionisch karakter in op Tl gebaseerde verbindingen, wat kan leiden tot lage elektrische weerstanden en dus tot hogere mobiliteiten van dragers.

Tl is ook zwaarder dan elk stabiel alkalimetaal, wat betekent dat het een laag thermisch geleidingsvermogen heeft, waardoor de fysieke eigenschappen worden verbeterd die een laag thermisch geleidingsvermogen vereisen, zoals thermo-elektrisch rendement. Tl-bevattende materialen zijn ook minder gevoelig voor lucht en vocht dan op AM gebaseerde verbindingen. Deze en andere voordelen betekenen dat er veel onderzoek is gedaan naar de exploratie van op Tl gebaseerde chalcogeniden

De auteurs van het artikel zeggen dat hun onderzoek onthulde dat de bestudeerde materialen een hoge absorptie vertonen in een energievenster dat het zichtbare spectrum omvat. Daarnaast zijn de geoptimaliseerde structurele parameters van Tl₂ CdGeSe₄ en Tl₂ CdSnSe₄ zijn in uitstekende overeenstemming met de experimentele tegenhangers, wat de betrouwbaarheid bevestigt van de theoretische methode die wordt gebruikt om de fysische eigenschappen van de titelverbindingen te voorspellen.

Hieruit bleek dat de bestudeerde verbindingen zachte, ductiele, mechanisch stabiele en in hoofdzaak structureel en elastisch anisotrope materialen zijn. + Verder verkennen

Team bereikt 30-voudige verbetering van thermo-elektrische prestaties in polykristallijn tinselenide