CsHgInS3: A new quaternary semiconductor for γray detection

Chemistry of Materials

Volumn 24, Issue 22, 2012, Pages 4434-4441

  Li, Hao ^a   Malliakas, Christos D ^a   Liu, Zhifu ^b   Peters, John A ^b   Jin, Hosub ^a   Morris, Collin D ^a   Zhao, Lidong ^a   Wessels, Bruce W ^b   Freeman, Arthur J ^a   Kanatzidis, Mercouri G ^a  

^a NORTHWESTERN UNIVERSITY   (United States)

^b Northwestern University   (United States)

Author keywords

chalcogenide; crystal growth; semiconductors; X ray detection

Indexed keywords

AS-GROWN CRYSTAL; ATTENUATION LENGTHS; BAND-GAP VALUES; CARRIER EFFECTIVE MASS; CELL PARAMETER; ELECTRICAL RESISTIVITY; ELECTRONIC STRUCTURE CALCULATIONS; ELECTRONS AND HOLES; FLUX SYNTHESIS; ISOSTRUCTURAL; LAYERED COMPOUND; LAYERED STRUCTURES; MOBILITY-LIFETIME PRODUCTS; MONOCLINIC SPACE GROUPS; QUATERNARY SEMICONDUCTORS; TRAVELING HEATER METHOD; VERTICAL BRIDGMAN METHOD; X-RAY DETECTIONS;

CESIUM; CHALCOGENIDES; CRYSTAL GROWTH; CRYSTAL STRUCTURE; DENSITY FUNCTIONAL THEORY; ELECTRIC CONDUCTIVITY; ELECTRONIC STRUCTURE; RUBIDIUM; SEMICONDUCTOR MATERIALS; SINGLE CRYSTALS; TIN;

CRYSTAL GROWTH FROM MELT;

EID: 84870155586     PISSN: 08974756     EISSN: 15205002     Source Type: Journal    
DOI: 10.1021/cm302838v     Document Type: Article

References (81)

1. Bag, S.; Gunawan, O.; Gokmen, T.; Zhu, Y.; Todorov, T. K.; Mitzi, D. B. Energy Environ. Sci. 2012, 5, 7060-7065
2. Jiang, C. Y.; Lee, J. S.; Talapin, D. V. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 5010-5013
3. Jackson, P.; Hariskos, D.; Lotter, E.; Paetel, S.; Wuerz, R.; Menner, R.; Wischmann, W.; Powalla, M. Prog. Photovoltaics 2011, 19, 894-897
4. Rockett, A. A. Curr. Opin. Solid State Mater. Sci. 2010, 14, 143-148
5. Singh, A.; Geaney, H.; Laffir, F.; Ryan, K. M. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 2910-2913
6. Ahn, K.; Li, C. P.; Uher, C.; Kanatzidis, M. G. Chem. Mater. 2010, 22, 876-882
7. Arachchige, I. U.; Wu, J. S.; Dravid, V. P.; Kanatzidis, M. G. Adv. Mater. 2008, 20, 3638-3642
8. Chung, D. Y.; Iordanidis, L.; Rangan, K. K.; Brazis, P. W.; Kannewurf, C. R.; Kanatzidis, M. G. Chem. Mater. 1999, 11, 1352-1362
9. Hsu, K. F.; Chung, D. Y.; Lai, S.; Mrotzek, A.; Kyratsi, T.; Hogan, T.; Kanatzidis, M. G. J. Am. Chem. Soc. 2002, 124, 2410-2411
10. Kanatzidis, M. G. Acc. Chem. Res. 2005, 38, 359-368
11. 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
12. Theocharous, E.; Ishii, J.; Fox, N. P. Appl. Opt. 2004, 43, 4182-4188
13. Reig, C.; Paranchych, Y. S.; Munoz-Sanjose, V. Cryst. Growth Des. 2002, 2, 91-92
14. Srivastava, S. K.; Pramanik, M.; Palit, D.; Haeuseler, H.; Ochel, M. Chem. Mater. 2004, 16, 4168-4173
15. Srivastava, S. K.; Pramanik, M.; Palit, D.; Mathur, B. K.; Kar, A. K.; Ray, B. K. S.; Haeuseler, H.; Cordes, W. Chem. Mater. 2001, 13, 4342-4347
16. Kale, B. B.; Baeg, J. O.; Lee, S. M.; Chang, H. J.; Moon, S. J.; Lee, C. W. Adv. Funct. Mater. 2006, 16, 1349-1354
17. Apte, S. K.; Garaje, S. N.; Bolade, R. D.; Ambekar, J. D.; Kulkarni, M. V.; Naik, S. D.; Gosavi, S. W.; Baeg, J. O.; Kale, B. B. J. Mater. Chem. 2010, 20, 6095-6102
18. Bhirud, A.; Chaudhari, N.; Nikam, L.; Sonawane, R.; Patil, K.; Baeg, J. O.; Kale, B. Int. J. Hydrogen. Energy 2011, 36, 11628-11639
19. Yamada, N.; Ohno, E.; Nishiuchi, K.; Akahira, N.; Takao, M. J. Appl. Phys. 1991, 69, 2849-2856
20. Kolobov, A. V.; Fons, P.; Frenkel, A. I.; Ankudinov, A. L.; Tominaga, J.; Uruga, T. Nat. Mater. 2004, 3, 703-708
21. Wuttig, M.; Yamada, N. Nat. Mater. 2007, 6, 824-832
22. 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
23. Feigelson, R. S.; Route, R. K. Prog. Cryst. Growth Charact. Mater. 1984, 10, 189-197
24. Das, S.; Chatterjee, U.; Ghosh, C.; Gangopadhyay, S.; Andreev, Y. M.; Lanskii, G.; Badikov, V. V. Opt. Commun. 2006, 259, 868-872
25. Olekseyuk, I. D.; Parasyuk, O. V.; Yurchenko, O. M.; Pankevych, V. Z.; Zaremba, V. I.; Valiente, R.; Olekseyuk, I. D. J. Cryst. Growth 2005, 279, 140-145
26. Bera, T. K.; Jang, J. I.; Ketterson, J. B.; Kanatzidis, M. G. J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 75-77
27. Chen, M. C.; Wu, L. M.; Lin, H.; Zhou, L. J.; Chen, L. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 6058-6060
28. Chen, M. C.; Li, L. H.; Chen, Y. B.; Chen, L. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 4617-4624
29. Yu, P.; Zhou, L. J.; Chen, L. J. Am. Chem. Soc. 2012, 134, 2227-2235
30. Jin, H.; Song, J.-H.; Freeman, A. J.; Kanatzidis, M. G. Phys. Rev. B 2011, 83, 041202
31. Chen, S. Y.; Gong, X. G.; Duan, C. G.; Zhu, Z. Q.; Chu, J. H.; Walsh, A.; Yao, Y. G.; Ma, J.; Wei, S. H. Phys. Rev. B 2011, 83, 245202
32. Sato, T.; Segawa, K.; Guo, H.; Sugawara, K.; Souma, S.; Takahashi, T.; Ando, Y. Phys. Rev. Lett. 2010, 105, 136802
33. Kanatzidis, M. G.; Park, Y. Chem. Mater. 1990, 2, 99-101
34. Axtell, E. A.; Liao, J. H.; Pikramenou, Z.; Kanatzidis, M. G. Chem.-Eur. J. 1996, 2, 656-666
35. Axtell, E. A.; Park, Y.; Chondroudis, K.; Kanatzidis, M. G. J. Am. Chem. Soc. 1998, 120, 124-136
36. Axtell, E. A.; Kanatzidis, M. G. Chem. Mater. 1996, 8, 1350-1352
37. Klepp, K. O. J. Alloys Compd. 1992, 182, 281-288
38. Narducci, A. A.; Ibers, J. A. J. Alloys Compd. 2000, 306, 170-174
39. Bugaris, D. E.; Ibers, J. A. Acta. Crystallogr., Sect. E. 2008, 64, I55-U18
40. Schwer, H.; Keller, E.; Kramer, V. Z. Kristallogr. 1993, 204, 203-213
41. Krauss, G.; Keller, E.; Kramer, V. Z. Kristallogr. 1996, 211, 188-188
42. Zhang, X.; Kanatzidis, M. G.; Hogan, T.; Kannewurf, C. R. J. Am. Chem. Soc. 1996, 118, 693-694
43. Kanatzidis, M. G. Chem. Mater. 1990, 2, 353-363
44. Androulakis, J.; Peter, S. C.; Li, H.; Malliakas, C. D.; Peters, J. A.; Liu, Z. F.; Wessels, B. W.; Song, J. H.; Jin, H.; Freeman, A. J.; Kanatzidis, M. G. Adv. Mater. 2011, 23, 4163-4167
45. Johnsen, S.; Peter, S. C.; Nguyen, S. L.; Song, J. H.; Jin, H.; Freeman, A. J.; Kanatzidis, M. G. Chem. Mater. 2011, 23, 4375-4383
46. Johnsen, S.; Liu, Z. F.; Peters, J. A.; Song, J. H.; Peter, S. C.; Malliakas, C. D.; Cho, N. K.; Jin, H. S.; Freeman, A. J.; Wessels, B. W.; Kanatzidis, M. G. Chem. Mater. 2011, 23, 3120-3128
47. X-AREA, X-SHAPE, and X-RED; STOE & Cie GmbH: Darmstadt, Germany, 2004.
48. Sheldrick, G. M. SHELXTL, version 5.1; University of Göttingen: Göttingen, Germany, 1997.
49. Petricek, V.; Dusek, M.; Palatinus, L. Jana2000. The crystallographic computing system; Institute of Physics: Praha, Czech Republic, 2000.
50. Mccarthy, T. J.; Ngeyi, S. P.; Liao, J. H.; Degroot, D. C.; Hogan, T.; Kannewurf, C. R.; Kanatzidis, M. G. Chem. Mater. 1993, 5, 331-340
51. Li, H.; Peters, J. A.; Liu, Z. F.; Sebastian, M.; Malliakas, C. D.; Androulakis, J.; Zhao, L. D.; Chung, I.; Nguyen, S. L.; Johnsen, S.; Wessels, B. W.; Kanatzidis, M. G. Cryst. Growth Des. 2012, 12, 3250-3256
52. Liu, Z. F.; Peters, J. A.; Wessels, B. W.; Johnsen, S.; Kanatzidis, M. G. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A 2011, 659, 333-335
53. Johnsen, S.; Liu, Z. F.; Peters, J. A.; Song, J. H.; Nguyen, S.; Malliakas, C. D.; Jin, H.; Freeman, A. J.; Wessels, B. W.; Kanatzidis, M. G. J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 10030-10033
54. Blochl, P. E. Phys. Rev. B 1994, 50, 17953-17979
55. Kresse, G.; Furthmuller, J. Phys. Rev. B 1996, 54, 11169-11186
56. Kresse, G.; Hafner, J. Phys. Rev. B 1993, 47, 558-561
57. Houchens, B. C.; Becla, P.; Tritchler, S. E.; Goza, A. J.; Bliss, D. F. J. Cryst. Growth 2010, 312, 1090-1094
58. Su, C. H.; Volz, M. P.; Gillies, D. C.; Szofran, F. R.; Lehoczky, S. L.; Dudley, M.; Yao, G. D.; Zhou, W. Y. J. Cryst. Growth 1993, 128, 627-632
59. Chen, H.; Awadalla, S. A.; Mackenzie, J.; Redden, R.; Bindley, G.; Bolotnikov, A. E.; Camarda, G. S.; Carini, G. IEEE Trans. Nucl. Sci. 2007, 54, 811-816
60. Gille, P.; Presia, M.; Bloedner, R. U.; Puhlmann, N. J. Cryst. Growth 1993, 130, 188-194
61. Launay, J. C.; Lestournelle, F. J. Cryst. Growth 1992, 121, 202-208
62. Liao, J. H.; Kanatzidis, M. G. Chem. Mater. 1993, 5, 1561-1569
63. Zeng, H. Y.; Zheng, F. K.; Chen, R. P.; Dong, Z. C.; Guo, G. C.; Huang, J. S. J. Alloys Compd. 2007, 432, 69-73
64. Seltzer, S. M. Radiat. Res. 1993, 136, 147-170
65. Rodnyi, P. A. Physical processes in inorganic scintillators; CRC Press: Boca Raton, FL, 1997.
66. Smith, R. A. Semiconductors; Cambridge University Press: Cambridge, U.K., 1959.
67. Mitchell, K.; Huang, F. Q.; McFarland, A. D.; Haynes, C. L.; Somers, R. C.; Van Duyne, R. P.; Ibers, J. A. Inorg. Chem. 2003, 42, 4109-4116
68. McGregor, D. S.; Hermon, H. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A 1997, 395, 101-124
69. Scheuerm., W.; Ritter, G. J. Z. Naturforsch. Pt A. 1969, A 24, 408
70. Frost, R. L.; Bahfenne, S.; Keeffe, E. C. J. Raman Spectrosc. 2010, 41, 1779-1783
71. Bolotnikov, A. E.; Boggs, S. E.; Chen, C. M. H.; Cook, W. R.; Harrison, F. A.; Schindler, S. M. Nucl. Instrum. Methods Phys. Res., Sect. A 2002, 482, 395-407
72. Burger, A.; Groza, M.; Cui, Y.; Hillman, D.; Brewer, E.; Bilikiss, A.; Wright, G. W.; Li, L.; Fu, F.; James, R. B. J. Electron. Mater. 2003, 32, 756-760
73. Prokesch, M.; Szeles, C. J. Appl. Phys. 2006, 100
74. Zanichelli, M.; Pavesi, M.; Zappettini, A.; Marchini, L.; Auricchio, N.; Caroli, E.; Manfredi, M. IEEE Trans. Nucl. Sci. 2009, 56, 3591-3596
75. Cui, Y.; Groza, M.; Wright, G. W.; Roy, U. N.; Burger, A.; Li, L.; Lu, F.; Black, M. A.; James, R. B. J. Electron. Mater. 2006, 35, 1267-1274
76. Many, A. J. Phys. Chem. Solids 1965, 26, 575-578
77. Owens, A. J. Synchrotron Radiat. 2006, 13, 143-150
78. Churilov, A. V.; Ciampi, G.; Kim, H.; Cirignano, L. J.; Higgins, W. M.; Olschner, F.; Shah, K. S. IEEE Nucl. Sci. Conf. R 2009, 4992-4996
79. Hitomi, K.; Tada, T.; Kim, S. Y.; Wu, Y.; Tanaka, T.; Shoji, T.; Yamazaki, H.; Ishii, K. IEEE Trans. Nucl. Sci. 2011, 58, 1987-1991
80. Mandal, K. C.; Noblitt, C.; Choi, M.; Smirnov, A.; Rauh, R. D. AIP Conf. Proc. 2005, 772, 159-160
81. Kargar, A.; Ariesanti, E.; McGregor, D. S. Nucl. Technol. 2011, 175, 131-137