ОДЕРЖАННЯ ТА ОПТИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ МІКРО- ТА НАНОПОРОШКІВ Ag8SiS6

Анотація

Розвиток сучасної оптоелектроніки залежить від пошуку нових матеріалів, таких як змішані іонні провідники та напівпровідники, що поєднують високу рухливість іонів з унікальними електронними та оптичними характеристиками. Серед них виділяються срібловмісні сполуки, які є перспективними матеріалами для фотокаталізу, сонячних елементів та оптоелектроніки. Дана наукова робота зосереджена на дослідженні оптичних властивостей тернарної срібловмісної сполуки Ag₈SiS₆ зі структурою аргіродиту. Структура аргіродиту забезпечує не лише високу іонну провідність (актуальну для твердотільних електролітів), але й унікальні геометричні конфігурації для іонів срібла, а також невпорядкованість підґратки Ag, що впливає на електронні переходи, поглинання та люмінесценцію, спричиняючи широкі спектральні смуги. Метою дослідження було отримання різнодисперсних порошків Ag₈SiS₆, визначення ширини забороненої зони (E_g) та аналіз впливу дисперсності на оптичні параметри. Синтез Ag₈SiS₆ здійснено методом ступінчастого однотемпературного синтезу з високочистих елементів, після чого полікристалічний сплав подрібнювали в агатовій ступці (отримано мікрокристалічний порошок) та додатково в планетарному кульовому млині протягом 30 та 60 хвилин для одержання нанокристалічних зразків. Рентгенівський фазовий аналіз підтверджує утворення низькотемпературної модифікації Ag₈SiS₆ з орторомбічною просторовою групою Pna2₁. Розкладу зразків під час подрібнення та розмелювання не зафіксовано. Розмір частинок мікрокристалічної фракції становить 10-20 мкм. Використовуючи рівняння Шеррера, середній розмір кристалітів у нанопорошках, розмелених протягом 30 та 60 хвилин, становив 48 нм та 26 нм відповідно. Спектроскопія дифузного відбивання виявила сильне поглинання у діапазоні 220 – 750 нм та початок різкого зростання відбивання при ~ 750 – 850 нм (поява краю оптичного поглинання). Встановлено, що зменшення розмірів кристалітів призводить до зниження інтенсивності спектрів та розмиття краю оптичного відбивання. За допомогою функції Кубелки – Мунка та методу Тауца визначено значення ширини забороненої зони E_g для прямого дозволеного і забороненого оптичних переходів. Встановлено, що зменшення середнього розміру частинок порошків Ag₈SiS₆ спричиняє нелінійне зменшення значення забороненої зони E_g.