ОПТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ МОНОКРИСТАЛУ AgBiP2Se6
DOI:
https://doi.org/10.24144/2414-0260.2024.2.5-10Ключові слова:
структура; монокристал, ширина забороненої зони; спектри пропускання; Раманівська спектроскопія.Анотація
Сполука AgBiP2Se6 останнім часом є однією із найбільш досліджуваних серед представників гексахалькогіподифосфатів. Пов’язано це із її чітко вираженою шаруватою структурою, що передбачає можливість одержання моношарів з проявом в них найрізноманітніших квантових ефектів. Разом з тим, ці дослідження головним чином стосуються проведених із перших принципів розрахунків, експериментальні дослідження, як правило, обмежувалися дослідженням структури, встановленням стехіометричного складу. В даній роботі було частково заповнено прогалини щодо вивчення оптичних властивостей AgBiP2Se6. На монокристалічних зразках AgBiP2Se6 було досліджено спектри пропускання в оптичному діапазоні 220 – 1400 нм та Раманівські спектри. За спектрами пропускання графічним методом Тауца визначено ширину забороненої зони, що становить 1.44 еВ. Дане значення добре узгоджується із розрахованим за методикою Пердью-Бурке-Ерзенгорфа (РВЕ) без врахування коефіцієнту Хаббарда (1.384 еВ). Спектр комбінаційного розсіювання кристалу AgBiP2Se6 характеризується п’ятьма чіткими піками близько до 68, 125, 169, 436 та 462 см-1. Пік при 68 см-1 можна приписати коливальній моді катіонних центрів, 125 та 169 см-1 відповідають деформаціям у системах зв’язків Se-P-P та Se-P-Se із зміною відповідних валентних кутів, а 436 та 462 см-1 відповідають зміні довжин зв’язків у аніонній групі (P2Se6)4-.
Посилання
Susner M.A., Chyasnavichyus M., McGuire M. A., Ganesh P., Maksymovych P. Metal Thio- and Selenophosphates as Multifunctional van der Waals Layered Materials. Adv. Mater. 2017, 29 (38), 1602852. Doi:10.1002/adma.201602852.
Raza S., Ghasali E., Orooji Y., Lin H., Karaman C., Dragoi E.N., Erk N. Two dimensional (2D) materials and biomaterials for water desalination; structure, properties, and recent advances. Environ. Res. 2022, 219, 114998. Doi:10.1016/j.envres.2022.114998.
Luo S., Guo G., Liu W., Qi X., Liu W., Tang H., Bao Q., Zhong J.. Crested 2D materials for optoelectronics and photonics. Prog. Quantum Electron. 2022, 86, 100436. Doi:10.1016/j.pquantelec.2022.100436.
Fatemi V., Wu S., Cao Y., Bretheau L., Gibson Q. D., Watanabe K., Taniguchi T., Cava R. J., Jarillo-Herrero P. Electrically tunable low-density superconductivity in a monolayer topological insulator. Science. 2018, 362, 926–929. Doi:10.1126/science.aar4642.
Martin. L.W., Rappe A.M. Thin-film ferroelectric materials and their application. Nat. Rev. Mater. 2016, 2, 16087. Doi:10.1038/natrevmats.2016.87.
Liu Zh., Deng L., Peng B. Ferromagnetic and ferroelectric two-dimensional materials for memory application. Nano Res. 2021, 14, 1802–1813. Doi:10.1007/s12274-020-2860-3.
Xue F., Ma Y., Wang H., Mario Lanza, Yu B. Two-dimensional ferroelectricity and anti-ferroelectricity for next-generation computing paradigms. Matter. 2022, 5, 1999–2014. Doi:10.1016/j.matt.2022.05.021.
Fei Z.Y., Zhao W.J., Palomaki T.A., Sun B.S., Miller M.K., Zhao Z.Y., Yan J.Q., Xu X.D., Cobden D.H., Ferroelectric switching of a two-dimensional metal. Nature. 2018, 560, 336–339. Doi:10.1038/s41586-018-0336-3.
Zheng C.X., Yu L., Zhu L., Collins J.L., Kim D., Lou Y.D., Xu C., Li M., Wei Z., Zhang Y. P., Edmonds M.T., Li Sh., Seidel J., Zhu Y., Liu J.Zh, Tang W.-X. , Fuhrer M.S. Room temperature in-plane ferroelectricity in van der Waals In2Se3, Sci. Adv. 2018, 4, 7720. Doi:10.1126/sciadv.aar7720.
Yuan S.G., Luo X., Chan H.L., Xiao C.C., Dai Y.W., Xie M.H., Hao J.H. Room-temperature ferroelectricity in MoTe2 down to the atomic monolayer limit. Nat. Commun. 2019, 10, 1775. Doi:10.1038/s41467-019-09669-x.
Belianinov A., He Q., Dziaugys A., Maksymovych P., Eliseev E., Borisevich A., Morozovska A., Banys J., Vysochanskii Y., Kalinin S.V. CuInP2S6 Room Temperature Layered Ferroelectric. Nano Lett. 2015, 15(6), 3808–3814. Doi:10.1021/acs.nanolett.5b00491.
Xu B., Xiang H., Xia Y., Jiang K., Wan X., He J., Yin J., Liu Zh., Monolayer AgBiP2Se6: an atomically thin ferroelectric semiconductor with out-plane polarization. Nanoscale. 2017, 9, 8427-8434. Doi:10.1039/C7NR02461D.
Quan Ch., Ji Sh., Yao R., Liu W., Yang J., Li X.Two-dimensional Janus AgBiP2X3X3′ (X, X′ = S, Se, Te): Efficient intrinsic electric field regulatory strategy for photocatalytic overall water-splitting. International Journal of Hydrogen Energy. 2024, 56, 1227. Doi:10.1016/j.ijhydene.2023.12.260.
Shang J., Xia C., Tang Ch., Li Ch., Ma Ya., Gu Yu., Kou L. Mechano-ferroelectric coupling: stabilization enhancement and polarization switching in bent AgBiP2Se6 monolayers. Nanoscale Horiz. 2021, 6, 971‒978. Doi:10.1039/D1NH00402F.
Zhou B. Ferroelectric Rashba semiconductors, AgBiP2X6 (X = S, Se and Te), with valley polarization: an avenue towards electric and nonvolatile control of spintronic devices. Nanoscale, 2020, 12, 5533-5542. Doi:10.1039/C9NR10865C.
Lv Sh., Wang J., Wei B., Wang Zh. Synthesis, atomic structure and electronic properties of ferroelectric AgBiP2Se6 ultrathin flakes. Journal of Alloys and Compounds. 2024, 996, 174803. Doi:10.1016/j.jallcom.2024.174803.
Seidlmayer, S. Strukturchemische Strukturchemische Untersuchungen an Hexachalkogenohypodiphosphaten Und Verwandten Verbindungen. Thesis for: Ph.D, Technische Universität München, 2009. Doi:10.13140/RG.2.2.15263.00162.
Sabov V.I., Pohodin A.I., Potorii M.V., Sabov M.Yu. Vyroshchuvannia monokryystaliv spoluk TlSbP₂Se₆, AgSbP₂Se₆ ta AgBiP₂Se₆. Nauk. visnyk Uzhhorod. un-tu. Ser. "Khimiia". 2017, 37 (1), 17-19.
Vu T.V., Khyzhun O.Y., Lavrentyev A.A., Gabrelian B.V., Sabov V.I., Sabov M.Y., Filep M.Y., Pogodin A.I., Barchiy I.E., Fedorchuk A.O., Andriyevsky B., Piasecki M. Highly anisotropic layered crystal AgBiP2Se6: growth, electronic band-structure and optical properties. Mater. Chem. Phys. 2022, 277, 125556. Doi:10.1016/j.matchemphys.2021.125556.
Patent Ukrainy na korysnu model No. 153137. Sposib vyroshchuvannia monokryystaliv vismut (III) heksaselenohipodyfosfatu AgBiP₂Se₆ metodom spriamovanoi krystalizatsii z rozplavu. Sabov V.I., Pohodin A.I., Filep M.Y., Malakhovska T.O., Barchii I.Ye., Sabov M.Yu. Opublikovano biuleten No. 21 vid 24.05.2023. (In Ukr)/
Galdámez A., Manrı́Quez V., Kasaneva J., Ávila R. E. Synthesis, Characterization and Electrical Properties of Quaternary Selenodiphosphates: AMP2Se6 with A = Cu, Ag and M = Bi, Sb. Materials Research Bulletin. 2003, 38 (6), 1063–1072. Doi:10.1016/s0025-5408(03)00068-0.
Blaha P., Schwarz K., Madsen G.K.H., Kvasnicka D., Luitz J. WIEN2k: An APW+lo program for calculating the properties of solids. J. Chem. Phys. 2020, 152, 074101. Doi:10.1063/1.5143061.
