TRANSITION METAL IONS AS STOICHIOMETRY SENSORS OF CuGaS₂

Résumé
Le mécanisme global de la compensation de la stoechiométrie du CuGaS₂ par le changement de valence d'ions de métaux de transition a été étudié. A cet effet, Ni et Fe ont été utilisés comme sondes de l'état d'oxydation de la matrice, en raison de la contamination initiale du matériau par ces impuretés. Les changements de valence sont observés soit par résonance paramagnétique électronique soit par absorption Mössbauer. En présence d'un excès de soufre, la valence du fer augmente en premier lieu, suivie par celle du nickel. Le processus se poursuit par la création de centres intrinsèques, liés à la lacune de cuivre. Ces résultats sont discutés dans le cadre d'un modèle simple de défauts du CuGaS₂.

Abstract
The overall stoichiometry compensation through transition ion valency changes has been studied in CuGaS₂. For this purpose, Ni and Fe were used as ionic sensors of the matrix state, as these impurities are already present in the as-grown material. The valency changes could be observed either by electron spin resonance or Mössbauer absorption. With increasing sulphur content, the valency of Fe increases first, followed by that of Ni. Further compensation is achieved by creation of intrinsic hole excess centres, associated with the copper vacancy. The experimental results are discussed within the framework of a simple defect chemistry model of CuGaS₂.