Registration Number
0826U004303, PhD dissertation
Status
Доктор філософії
Date
11-08-2026
popup.evolution
o
Title
Influence of Cd2+ and Sr2+ cations on the luminescent parameters of CsPbCl3 crystals
Author
Oleksandr O. Pidhornyi,
popup.head Yaroslav M. Chornodolskyy
popup.opponent Andriy M. Kostruba
popup.opponent Ihor D. Stolyarchuk
popup.review Oleh M. Bordun
popup.review Ruslan S. Brezvin
popup.rada
Ivan Franko National University of Lviv
Description
У дисертаційній роботі сформовано узагальнену фізичну модель впливу катіонів Cd2+ та Sr2+ на люмінесцентні параметри CsPbCl3. Показано, що підсилення люмінесценції визначається сукупністю чинників: зменшенням концентрації дефектів, модифікацією локального кристалохімічного оточення, підвищенням впорядкованості ґратки, перебудовою електронної структури, зміною процесів термалізації носіїв заряду та зниженням імовірності безвипромінювальної рекомбінації. Обидві домішки покращують люмінесцентні характеристики CsPbCl3, проте реалізують цей ефект через різні фізичні механізми: Cd2+ переважно через модифікацію прикрайової люмінесценції та пригнічення дефектно-зумовлених втрат, а Sr2+ – через перебудову електронно енергетичних, оптичних та екситонних параметрів.
Експериментально встановлено, що введення Cd2+ у монокристали CsPbCl3 приводить до суттєвого підсилення прикрайової екситонної люмінесценції. Для чистого CsPbCl3 основна смуга випромінювання спостерігається поблизу 416,7 нм і пов’язується з рекомбінацією вільних екситонів. У Cd2+-активованих кристалах зафіксовано зростання інтегральної інтенсивності випромінювання, зміщення екситонних смуг у високоенергетичну область, появу додаткових екситоноподібних компонент, збільшення ширини спектральних смуг та зміну часових констант загасання.
Дослідження Sr2+-активованих кристалів CsPbCl3 показало, що введення стронцію приводить до підсилення екситонної люмінесценції, зміни її температурної поведінки та модифікації кінетики загасання. Завдяки близькості іонних радіусів Sr2+ та Pb2+ стронцій може входити у В-позицію перовськітної ґратки без істотного руйнування її базової структури, проте з локальною зміною довжин зв’язків і просторового оточення атомів хлору. Такі локальні зміни впливають на умови формування екситонних станів, стабільність випромінювального каналу та ймовірність безвипромінювальної рекомбінації. Розрахунки електронної структури показали, що Sr2+-легований CsPbCl3 зберігає перовськітний тип структури та характеризується розширенням забороненої зони порівняно з нелегованим кристалом. Аналіз густини електронних станів засвідчив, що валентна зона CsPbCl3 формується переважно станами Cl та Pb, тоді як після введення Sr2+ у зоні провідності з’являється внесок станів Sr. Це свідчить, що стронцій не є лише пасивним структурним модифікатором, а бере участь у перебудові електронно-енергетичного профілю кристала та впливає на положення країв зон і характер оптичних переходів. Встановлено, що легування Sr2+ істотно змінює ефективні маси носіїв заряду, діелектричну функцію і енергію зв’язку екситона.
Отримані результати розширюють уявлення про взаємозв’язок між домішковою модифікацією, дефектною структурою, електронними станами та екситонною люмінесценцією в галогенідних перовськітах. Вони створюють наукове підґрунтя для подальшої оптимізації складу перовськітних матеріалів, зниження дефектності та розроблення нових люмінесцентних і сцинтиляційних кристалів на основі CsPbCl3 з керованими спектральними, кінетичними та оптичними характеристиками.
Registration Date
2026-08-05
popup.nrat_date
2026-08-05 / 2026-09-16
