不ドープの商業用ZnS結晶の発光：重要なレビューとフォトルミネッセンスおよび電気的遷移分光法を用いた不純物の役割に関する新たな証拠

バルクの不ドープZnS材料は比較的明るく多様な発光挙動を示し、近年、内因性欠陥に起因するとされてきました。しかし、発光はドープされた材料のそれにも似ており、不純物の役割を示唆しています。発光特性は酸素不純物が原因で欠陥クラスターやエネルギーバンドの反交差を引き起こすことにも起因しています。したがって、本研究では、バンドエッジ伝送、フォトルミネッセンス（PL）、PL励起、放射ルミネセンス、熱ルミネセンス、光学深層レベル遷移分光法、および光誘起電流遷移分光法などの光学および電気的技術を組み合わせて、欠陥レベルの同定を探索します。研究対象のZnS材料は、物理蒸気輸送、高圧ブリッジマン、および粉末処理によって作られた商業用単結晶です。これらの不ドープのバルクZnSは、報告されたドープZnS粉体（発光材料のための10−4〜10−2 mol. %のドープ）と類似の発光挙動を示します。ドーパント（Al、Cl、Cu、Agなど）はZnSに一般的に見られる不純物です；したがって、表向きは不ドープのZnSの発光に役割を果たしていると考えるのは合理的です。サンプル間の光学および電気的特性の変動を処理方法および意図的にドープされたZnSに関する豊富な文献と比較することによって、本研究はバルクの「不ドープ」ZnSの発光における不純物および不純物を含む欠陥の主な寄与の可能性を示します。したがって、発光を説明するために複雑なメカニズムに頼る必要はなく、むしろ金属およびハロゲン不純物とその欠陥複合体がこの広帯域ギャップ半導体における発光の主な特性を決定します。