Det växande området för optoelektroniska enheter driver utvecklingen av nya alkalimetallbaserade kalkogenider med egenskaper som måste undersökas noggrant.

Behovet av effektiva optoelektroniska enheter växer och hand i hand, så även utmaningen att upptäcka nya halvledare med värdefulla egenskaper. Detta har stimulerat betydande forskning i syntes och karakterisering av nya alkalimetallbaserade (AM) kalkogenider som involverar koppar, silver och alkalimetall med värdefulla egenskaper som flexibilitet, hög termisk stabilitet, halvledningsförmåga och fotovoltaiska effekter.

Inspirerad av den växande efterfrågan på nya optimala halvledande material publicerades en ny artikel i EPJ B författad av Abdelmadjid Bouhemadou, Laboratory for Developing New Materials and their Characterizations, Institutionen för fysik, Naturvetenskapliga fakulteten, University of Ferhat Abbas Setif, Algeriet och hans medförfattare, undersökte i detalj de strukturella, elastiska, elektroniska och optiska egenskaperna hos två nyligen syntetiserade föreningar, nämligen Tl₂ CdGeSe₄ och Tl₂ CdSnSe₄ .

I artikeln beskriver författarna problem med AM-baserade kalkogenider som hindrar tekniska tillämpningar, och tillägger att dessa nackdelar kan övervinnas av föreningar som integrerar tallium (Tl) inklusive Tl₂ CdGeSe₄ och Tl₂ CdSnSe₄ .

Forskarna förklarar att Tl är mycket mindre elektropositiv än alkalimetaller; elektronegativiteten för Tl är mycket högre än den för någon alkalimetall. Detta leder till en mindre jonisk karaktär i Tl-baserade föreningar, vilket kan leda till låga elektriska resistiviteter och därför till högre bärarmobiliteter.

Tl är också tyngre än någon stabil alkalimetall, vilket betyder att den har låg värmeledningsförmåga för gitter, vilket förbättrar fysikaliska egenskaper som kräver låg värmeledningsförmåga för gitter, såsom termoelektrisk effektivitet. Tl-innehållande material tenderar också att vara mindre känsliga för luft och fukt än AM-baserade föreningar. Dessa och andra fördelar innebär att betydande forskning har ägnats åt utforskning av Tl-baserade kalkogenider

Författarna till tidningen säger att deras forskning visade att de studerade materialen uppvisar en hög absorption i ett energifönster som involverar det synliga spektrumet. Utöver detta, de optimerade strukturella parametrarna för Tl₂ CdGeSe₄ och Tl₂ CdSnSe₄ överensstämmer utmärkt med de experimentella motsvarigheterna, vilket bekräftar tillförlitligheten hos den teoretiska metod som används för att förutsäga de fysikaliska egenskaperna hos titelföreningarna.

Detta visade att de studerade föreningarna är mjuka, formbara, mekaniskt stabila och väsentligen strukturellt och elastiskt anisotropa material. + Utforska vidare

Teamet uppnår 30-faldig förbättring av termoelektrisk prestanda i polykristallin tennselenid