CsCdInQ3 (Q = Se, Te): New Photoconductive Compounds As Potential Materials for Hard Radiation Detection
Source abstract
Abstract
Two new compounds CsCdInQ 3 (Q = Se, Te) have been synthesized using a polychalcogenide flux. CsCdInQ 3 (Q = Se, Te) crystals are promising candidates for X-ray and γ-ray detection. The compounds crystallize in the monoclinic C 2/ c space group with a layered structure, which is related to the CsInQ 2 (Q = Se, Te) ternary compounds. The cell parameters are: a = 11.708(2) Å, b = 11.712(2) Å, c = 23.051(5) Å, β = 97.28(3)° for CsCdInSe 3 and a = 12.523(3) Å, b = 12.517(3) Å, c = 24.441(5) Å, β = 97.38(3)° for CsCdInTe 3 . Both the Se and Te analogues are wide-band-gap semiconductors with optical band gaps of 2.4 and 1.78 eV for CsCdInSe 3 and CsCdInTe 3, respectively. High-purity polycrystalline raw material for crystal growth was synthesized by the vapor transfer method for CsCdInQ 3 . Large single crystals up to 1 cm have been grown using the vertical Bridgman method and exhibit photoconductive response. The electrical resistivity of the crystals is highly anisotropic. The electronic structure calculation within the density functional theory (DFT) framework indicates a small effective mass for the carriers. Photoconductivity measurements on the as grown CsCdInQ 3 crystals gives high carrier mobility-lifetime (μτ) products comparable to other detector materials such as α-HgI 2, PbI 2, and Cd x Zn 1– x Te (CZT).
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Research context
OpenAlex topics: Chalcogenide Semiconductor Thin Films · Crystal Structures and Properties · Advanced Semiconductor Detectors and Materials
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Affiliations
Department of Chemistry, ‡Department of Materials Science and Engineering, ⊥Department of Electrical Engineering, and §Department of Physics and Astronomy, Northwestern University, Evanston, Illinois 60208, United States
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