Tl2Hg3Q4 (Q = S, Se, and Te): High-density, wide-band-gap semiconductors

Chemistry of Materials

Volumn 23, Issue 19, 2011, Pages 4375-4383

  Johnsen, Simon ^a   Peter, Sebastian C ^a,b   Nguyen, Sandy L ^a   Song, Jung Hwan ^a   Jin, Hosub ^a   Freeman, Arthur J ^a   Kanatzidis, Mercouri G ^a  

^a NORTHWESTERN UNIVERSITY   (United States)

^b JAWAHARLAL NEHRU CENTRE FOR ADVANCED SCIENTIFIC RESEARCH   (India)

Author keywords

cadmium telluride; chalcogenide; crystal growth; X ray detector

Indexed keywords

BAND GAPS; BAND STRUCTURE CALCULATION; CHALCOGENS; CHARGE BALANCING; CONDUCTION-BAND MINIMUM; ENERGY BANDGAPS; EXPERIMENTAL OBSERVATION; HIGH DENSITY; INDIRECT BAND GAP; INFINITE CHAINS; ISOSTRUCTURAL; LAYERED STRUCTURES; MONOCLINIC CELL; ORBITAL CHARACTER; ORBITALS; SPACE GROUPS; SULFUR ANALOG; VALENCE-BAND MAXIMUMS; WIDE-BAND-GAP SEMICONDUCTOR; X-RAY DETECTOR;

CADMIUM; CADMIUM COMPOUNDS; CADMIUM TELLURIDE; CHALCOGENIDES; CRYSTAL GROWTH; ENERGY GAP; LOCAL DENSITY APPROXIMATION; PHASE CHANGE MEMORY; SELENIUM; SELENIUM COMPOUNDS; SEMICONDUCTING SELENIUM COMPOUNDS; SULFUR; TELLURIUM;

CRYSTAL ATOMIC STRUCTURE;

EID: 80053532635     PISSN: 08974756     EISSN: 15205002     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cm2019857     Document Type: Article

References (68)

1. Todorov, T. K.; Reuter, K. B.; Mitzi, D. B. Adv. Mater. 2010, 22, E156-E159
2. Britt, J.; Ferekides, C. Appl. Phys. Lett. 1993, 62, 2851-2852
3. Repins, I.; Contreras, M. A.; Egaas, B.; DeHart, C.; Scharf, J.; Perkins, C. L.; To, B.; Noufi, R. Prog. Photovolt. 2008, 16, 235-239
4. Androulakis, J.; Lin, C. H.; Kong, H. J.; Uher, C.; Wu, C. I.; Hogan, T.; Cook, B. A.; Caillat, T.; Paraskevopoulos, K. M.; Kanatzidis, M. G. J. Am. Chem. Soc. 2007, 129, 9780-9788
5. Hsu, K. F.; Loo, S.; Guo, F.; Chen, W.; Dyck, J. S.; Uher, C.; Hogan, T.; Polychroniadis, E. K.; Kanatzidis, M. G. Science 2004, 303, 818-821
6. Sootsman, J. R.; Kong, H.; Uher, C.; D'Angelo, J. J.; Wu, C. I.; Hogan, T. P.; Caillat, T.; Kanatzidis, M. G. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 8618-8622
7. Biswas, K.; He, J.; Zhang, Q.; Wang, G.; Uher, C.; Dravid, V. P.; Kanatzidis, M. G. Nat. Chem. 2011, 3, 160-166
8. Bera, T. K.; Jang, J. I.; Song, J. H.; Malliakas, C. D.; Freeman, A. J.; Ketterson, J. B.; Kanatzidis, M. G. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 3484-3495
9. Bera, T. K.; Jang, J. I.; Ketterson, J. B.; Kanatzidis, M. G. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 75-77
10. Liao, J. H.; Marking, G. M.; Hsu, K. F.; Matsushita, Y.; Ewbank, M. D.; Borwick, R.; Cunningham, P.; Rosker, M. J.; Kanatzidis, M. G. J. Am. Chem. Soc. 2003, 125, 9484-9493
11. Bordui, P. F.; Fejer, M. M. Ann. Rev. Mater. Sci. 1993, 23, 321-379
12. Hegedus, J.; Elliott, S. R. Nat. Mater. 2008, 7, 399-405
13. Pirovano, A.; Lacaita, A. L.; Benvenuti, A.; Pellizzer, F.; Bez, R. IEEE Trans. Electron Devices 2004, 51, 452-459
14. Owens, A. J. Synchrotron Radiat. 2006, 13, 143-150
15. MacKenzie, J.; Chen, H.; Awadalla, S. A.; Marthandam, P.; Redden, R.; Bindley, G.; He, Z.; Black, D. R.; Duff, M.; Amman, M.; Lee, J. S.; Luke, P. N.; Groza, M.; Burger, A. Recent advances in THM CZT for Nuclear Radiation Detection. In Nuclear Radiation Detection Materials-2009, Fiederle, M.; Perry, D. L.; Burger, A.; Franks, L.; Yasuda, K., Eds.; Materials Research Society: Warrendale, PA, 2010; Vol. 1164, pp 155-164.
16. Manos, M. J.; Chrissafis, K.; Kanatzidis, M. G. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 8875-8883
17. Manos, M. J.; Ding, N.; Kanatzidis, M. G. Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A. 2008, 105, 3696-3699
18. Manos, M. J.; Kanatzidis, M. G. Chem.-Eur. J. 2009, 15, 4779-4784
19. Manos, M. J.; Kanatzidis, M. G. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 6599-6607
20. Manos, M. J.; Petkov, V. G.; Kanatzidis, M. G. Adv. Funct. Mater. 2009, 19, 1087-1092
21. Zhang, H. J.; Liu, C. X.; Qi, X. L.; Dai, X.; Fang, Z.; Zhang, S. C. Nat. Phys. 2009, 5, 438-442
22. Jin, H. S.; Song, J. H.; Freeman, A. J.; Kanatzidis, M. G. Phys. Rev. B 2011, 83, 041202
23. Urazhdin, S.; Bilc, D.; Mahanti, S. D.; Tessmer, S. H.; Kyratsi, T.; Kanatzidis, M. G. Phys. Rev. B 2004, 69, 085313
24. Hasan, M. Z.; Kane, C. L. Rev. Mod. Phys. 2010, 82, 3045-3067
25. Tulsky, E. G.; Long, J. R. Chem. Mater. 2001, 13, 1149-1166
26. Axtell, E. A.; Park, Y.; Chondroudis, K.; Kanatzidis, M. G. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 124-136
27. Axtell, E. A.; Liao, J. H.; Pikramenou, Z.; Kanatzidis, M. G. Chem.-Eur. J. 1996, 2, 656-666
28. Evenson, C. R.; Dorhout, P. K. Inorg. Chem. 2001, 40, 2884-2891
29. Chondroudis, K.; McCarthy, T. J.; Kanatzidis, M. G. Inorg. Chem. 1996, 35, 840
30. Liao, J. H.; Kanatzidis, M. G. Chem. Mater. 1993, 5, 1561
31. McCarthy, T. J.; Kanatzidis, M. G. Inorg. Chem. 1995, 34, 1257
32. Rumpf, C.; Tillinski, R.; Nather, C.; Durichen, P.; Jess, I.; Bensch, W. Eur. J. Solid State Inorg. Chem. 1997, 34, 1187-1198
33. Lekse, J. W.; Moreau, M. A.; McNerny, K. L.; Yeon, J.; Halasyamani, P. S.; Aitken, J. A. Inorg. Chem. 2009, 48, 7516-7518
34. Axtell, E. A.; Liao, J. H.; Pikramenou, Z.; Park, Y. B.; Kanatzidis, M. G. J. Am. Chem. Soc. 1993, 115, 12191-12192
35. Kanatzidis, M. G.; Park, Y. Chem. Mater. 1990, 2, 99-101
36. Madelung, O., Semiconductors: Data Handbook, 3 rd ed.; Springer: Berlin, 2004.
37. Milbrath, B. D.; Peurrung, A. J.; Bliss, M.; Weber, W. J. J. Mater. Res. 2008, 23, 2561-2581
38. Asadov, M. M.; Babanly, M. B.; Kuliev, A. A. Z. Neorg. Khimii 1982, 27, 3173-3178
39. Babanly, M. B.; Asadov, M. M.; Kuliev, A. A. Inorg. Mater. 1983, 19, 524-528
40. Kuliev, A. A.; Asadov, M. M.; Kuliev, R. A.; Babanly, M. B. Z. Neorg. Khimii 1978, 23, 854-856
41. STOE; Cie STOE & Cie GmbH: Darmstadt, Germany, 2006.
42. Sheldrick, G. M. SHELXS-97, Program for the Solution of Crystal Structure; University of Göttingen: Göttingen, Germany, 1997.
43. Tandon, S. P.; Gupta, J. P. Phys. Status Solidi 1970, 38, 363-367
44. Bag, S.; Trikalitis, P. N.; Chupas, P. J.; Armatas, G. S.; Kanatzidis, M. G. Science 2007, 317, 490-493
45. Liao, J. H.; Kanatzidis, M. G. Chem. Mater. 1993, 5, 1561-1569
46. Trikalitis, P. N.; Rangan, K. K.; Bakas, T.; Kanatzidis, M. G. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 12255-12260
47. Wimmer, E.; Krakauer, H.; Weinert, M.; Freeman, A. J. Phys. Rev. B 1981, 24, 864-875
48. Rhim, S. H.; Kim, M.; Freeman, A. J.; Asahi, R. Phys. Rev. B 2005, 71, 045202
49. Bronger, W.; Hendriks, U.; Muller, P. Z. Anorg. Allg. Chem. 1988, 559, 95-105
50. Bronger, W.; Hardtdegen, H.; Kanert, M.; Muller, P.; Schmitz, D. Z. Anorg. Allg. Chem. 1996, 622, 313-318
51. Wu, E. J.; Ibers, J. A. Acta Crystallogr., Sect. C: Cryst. Struct. Commun. 1997, 53, 993-994
52. Baier, R.; Hoppe, R. Z. Anorg. Allg. Chem. 1987, 551, 163-172
53. Narducci, A. A.; Ibers, J. A. J. Alloys Compd. 2000, 306, 170-174
54. Li, J.; Chen, Z.; Lam, K. C.; Mulley, S.; Proserpio, D. M. Inorg. Chem. 1997, 36, 684-687
55. Kanatzidis, M. G.; Sutorik, A. C. Prog. Inorg. Chem. 1995, 43, 151-265
56. Klepp, K. O. J. Alloys Compd. 1992, 182, 281-288
57. Shannon, R. D. Acta Crystallogr., Sect. A: Cryst. Phys., Diffr., Theor. Gen. Crystallogr. 1976, 32, 751-767
58. Haushalter, R. C. Angew. Chem., Int. Ed. 1985, 24, 433-435
59. Dhingra, S. S.; Warren, C. J.; Haushalter, R. C.; Bocarsly, A. B. Chem. Mater. 1994, 6, 2382-2385
60. Bollinger, J. C.; Roof, L. C.; Smith, D. M.; Mcconnachie, J. M.; Ibers, J. A. Inorg. Chem. 1995, 34, 1430-1434
61. Asahi, R.; Mannstadt, W.; Freeman, A. J. Phys. Rev. B 2000, 62, 2552-2561
62. Stampfl, C.; Asahi, R.; Freeman, A. J. Phys. Rev. B 2002, 65, 161204
63. Bera, T. K.; Song, J. H.; Freeman, A. J.; Jang, J. I.; Ketterson, J. B.; Kanatzidis, M. G. Angew. Chem., Int. Ed. 2008, 47, 7828-7832
64. Biswas, K.; Zhang, Q. C.; Chung, I.; Song, J. H.; Androulakis, J.; Freeman, A. J.; Kanatzidis, M. G. J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 14760-14762
65. Chung, I.; Song, J. H.; Jang, J. I.; Freeman, A. J.; Ketterson, J. B.; Kanatzidis, M. G. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 2647-2656
66. Tsamourtzi, K.; Song, J. H.; Bakas, T.; Freeman, A. J.; Trikalitis, P. N.; Kanatzidis, M. G. Inorg. Chem. 2008, 47, 11920-11929
67. Ye, L. H.; Hoang, K.; Freeman, A. J.; Mahanti, S. D.; He, J.; Tritt, T. M.; Kanatzidis, M. G. Phys. Rev. B 2008, 77, 245203
68. Johnsen, S.; Liu, Z.; Peters, J. A.; Song, J.-H.; Peter, S. C.; Malliakas, C. D.; Cho, N. K.; Jin, H.; Freeman, A. J.; Wessels, B. W.; Kanatzidis, M. G. Chem. Mater. 2011, 23, 3120-3128