Научный руководитель: Новиков Борис Владимирович, доктор ф.-м. н.

Экситонные спектры фотолюминесценции кристаллов CdS_1-xSe_x имеют сложную структуру. Причем спектрам люминесценции различных образцов CdS_1-xSe_x присущи различные особенности. Это обусловлено тем, что для строения кристаллической решетки твердых растворов CdS_1-xSe_x характерно одновременное присутствие нескольких кристаллических фаз - гексагональной, кубической и фазы с дефектами упаковки (ДУ). Такие образцы, как показали недавние рентгеноструктурные исследования, представляют собой монокристаллы, состоящие из кристаллических блоков, обладающих разной кристаллической структурой. Кристаллографические оси для всех блоков сонаправлены. Расхождения в направлениях кристаллографических осей кристаллических блоков составляют ~ 0.1¸2°. Напряжений внутри блоков нет.

Для детального анализа спектров люминесценции кристаллов CdS_1-xSe_x оказывается весьма существенным привлекать методы математического моделирования. Ранее для описания спектров люминесценции кристаллов CdS_1-xSe_x предлагались модели, учитывающие только композиционный беспорядок. Однако в данных образцах присутствуют как кристаллические блоки, обладающие только композиционным беспорядком, так и блоки, обладающие одновременно и композиционным, и структурным беспорядком.

Мы исходили из предположения, что, каждая группа блоков, обладающая одинаковой кристаллической структурой, создает собственный контур в интегральном спектре излучения. При этом выбор модели "элементарного" контура, которая была положена в основу математической обработки интегральных спектров, учитывал условия, сопровождающие процесс экситонного излучения в смешанных кристаллах. В первую очередь были учтены факты: а) существования блоков с различными кристаллическими фазами и б) сонаправленного расположения кристаллографических осей этих блоков, учтен также некоторый случайный разброс в ориентации блоков. Кроме того, был принят во внимание случайный порядок чередования блоков как в объеме, так и в приповерхностной области кристалла. Эти особенности в строении CdS_1-xSe_x позволили считать, что хорошей аппроксимацией "элементарной" полосы люминесценции может быть распределение Гаусса, поскольку имеет место случайный разброс значений параметров функций, описывающих излучение каждого конкретного блока.

С помощью моделирования проведен анализ как бесфонноных линий спектров люминесценции, так и их фононных повторений. При определении параметров элементарных контуров (спектральное положение, полуширина, площадь под кривой, описывающей контур) использовались данные, полученные из спектров отражения и рентгеноструктурных исследований. Полученные при расчетах интегральные контуры люминесценции хорошо совпали с экспериментальными.