Caracterización de las aleaciones cristalinas Hg (1-x)CdxSe, para < 0.5

Abstract

Se presentan los resultados de la caracterización de las aleaciones cristalinas Hg1-xCdxSe. En la investigación se realizaron medidas de difracción de rayos X, microscopia electrónica de barrido, absorción óptica, fotoluminiscencia, fotor-reflectancia y espectroscopia Raman, entre otras. Además, se hicieron varios estudios teóricos en el marco de la teoría del funcional de densidad (DFT) utilizando la aproximación de densidad local (LDA). Entre los resultados obtenidos se encuentran la confirmación de la calidad estructural de las muestras estudiadas, la estabilidad estructural sugerida por los cálculos ab-intio para fracciones molares de cadmio alrededor de 0.6, efectos radiactivos atípicos observados en los espectros de fotoluminiscencia y la influencia de los electrones de los átomos de cadmio y mercurio en orbitales d sobre la estructura de bandas electrónicas. Para el análisis de las vibraciones en el cristal se desarrolló un modelo que predice las frecuencias de vibración para los modos ópticos de semiconductores II-VI, III-V y sus aleaciones. Los valores obtenidos con el modelo propuesto están en concordancia con los reportados por los experimentos.

In this study Hg1-xCdxSe alloys were characterized by X ray powder diffraction, scanning electron microscopy (SEM), Raman spectroscopy, and other experimental techniques. Theoretical studies using the density functional theory (DFT) in the local density approximation (LDA) were performed in order to understand the atypical behavior of Hg1-xCdxSe alloys. The high quality of the samples was confirmed by X ray powder diffraction measurements. Atypical radiative processes were observed in pbotoluminescence spectra. The theoretical study of Hg1-xCdxSe under pressure suggests that the high structural stability is achieved for molar fractions around x = 0.6 and the theoretical study of the electronic band structure suggests that electrons of cadmium and mercury in d orbitals have an important role in the atypical electronic band structure behaviour. A new model to caIculate the phonon vibrational frequencies was proposed. A good agreement between the phonon frequencies calculated with the proposed model and the experiment was obtained.