Materia Condensada

Absorción óptica y dependencia de la brecha de energía con la temperatura en monocristales del sistema Cd_1–xMn_xIn₂S₄

L. Betancourtª,* , V Sagredoª C. Rincón^b y G.E. Delgado^c

ª Grupo de Magnetismo, Departamento de Física, Facultad de Ciencias, Universidad de los Andes, Mérida 5101, Venezuela *e–mail: betancou@ula.ve

^b Centro de estudios de semiconductores, Departamento de Física, Facultad de Ciencias, Universidad de los Andes, Mérida 5101, Venezuela

^c Laboratorio de Cristalografía, Departamento de Química, Facultad de Ciencias, Mérida 5101, Venezuela

Recibido el 24 de noviembre de 2003
Aceptado el 12 de octubre de 2004

Resumen

Las propiedades ópticas de monocristales del sistema espinela Cd_1–xMn_xIn₂S₄ (x=1.0; 0.8), han sido estudiadas por la técnica de absorción óptica. Del análisis de los datos experimentales, se encontró que la brecha de energía en el MnIn₂S₄ (x = 1.0) varía desde 2.012 a 1.898 eV entre 9 y 300 K. La dependencia de E_g con la temperatura fue analizada considerando dos modelos teóricos reportados en la literatura. El mejor ajuste fue obtenido usando la expresión de Pässler. La temperatura de Debye del MnIn₂S₄ fue estimada alrededor de 153 K, que corresponde a una energía efectiva de los fonones _ef f = K_Bθ 10 meV para dicho compuesto.

Descriptores: Espinela; semiconductor ternario; absorción óptica; temperatura de Debye.

Abstract

The optical properties of spinel single crystals of Cd_1–xMn_xIn₂S₄ (x=1.0; 0.8) have been studied by optical absorption technique. From the analysis of the experimental data, it was found that the band gap energy E_g of MnIn₂S₄ (x = 1.0), varies from 2.012 to 1.898 eV between 9 and 300 K. The temperature dependence of E_g, was analyzed by considering two theoretical models reported in the literature. The best fit was obtained by using an expression proposed by Passler. The Debye temperature of MnIn₂S₄ was estimated to be around 153 K, that correspond to an effective phonon energy _ef f = K_Bθ 10 meV for this compound.

Keywords: Spinel; ternary semiconductor; optical absorption; Debye temperature.

PACS: 61.10.Nz; 78.20.Ci; 78.40.Fy

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Agradecimientos

Los autores agradecen al Prof. J. Martín, por su colaboración en la realización de las medidas. Este trabajo fue financiado a través de los Proyectos CDCHT–ULA (C–946–99–05–A) y FONACIT (Proyecto LAB–97000821).

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