Синтез, кристаллическая и электронная структура интеркалатного соединения CuxZrSe2

Синтез, кристаллическая и электронная структура интеркалатного соединения Cu_xZrSe₂

М.С. Постников¹, А.С. Шкварин¹, А.И. Меренцов¹, Ю.М. Ярмошенко¹, Е.Г. Шкварина¹, Е.В. Мостовщикова¹, А.А. Титов¹, С.А. Упоров², С.Ю. Мельчаков², А.Н. Титов¹, I. Pis^3,4, F. Bondino⁴

¹Институт физики металлов им. М.Н. Михеева УрО РАН, Екатеринбург, Россия

²Институт металлургии УрО РАН, Екатеринбург, Россия

³Elettra-Sincrotrone Trieste S.C.p.A, Basovizza, Trieste, Italy

⁴IOM-CNR, Laboratorio TASC, Basovizza, Trieste, Italy

Исходный ZrSe₂ является полупроводником с прямой запрещенной зоной и шириной щели около 1.1 эВ. Интеркалация меди приводит к образованию дополнительных состояний внутри запрещенной зоны Zr 4d / Se 4p. Увеличение концентрации меди приводит к уширению этой полосы гибридизированных состояний и уменьшению эффективной ширины запрещенной зоны, что приводит к переходу полупроводник-металл. Возможность постепенного изменения ширины прямой запрещенной зоны и управления переходом металл-полупроводник делает интеркалированный ZrSe₂ перспективным материалом для электронных устройств будущего.

Рис. 1. Схема изменения энергетического положения спектров остовных уровней и спектров поглощения в зависимости от концентрации меди.

Band Gap Width Control by Cu Intercalation Into ZrSe₂ / A.S. Shkvarin, A.I. Merentsov, Yu.M. Yarmoshenko, M.S. Postnikov, E.G. Shkvarina, A.A. Titov, I. Pis, S. Nappini, F. Bondino, A.N. Titov // Journal of Physical Chemistry C. — 2019. — V. 123. — P. 410—416.
Specific features of the electronic and crystal structure of Cu_xZrSe₂ (0 < x ≤ 0.3) / A.S. Shkvarin, A.I. Merentsov, Yu.M. Yarmoshenko, M.S. Postnikov, E.G. Shkvarina, E.V. Mostovshchikova, A.A. Titov, I. Pis, F. Bondino, S.A. Uporov, S.Yu. Melchakov, A.N. Titov // Journal of Materials Chemistry C. — 2020. — V. 8. — P. 8290—8304.