VARIATION AVEC LA TEMPÉRATURE DE LA BANDE INTERDITE DU CHAMP CRISTALLIN ET DU COUPLAGE SPIN-ORBITE EN CENTRE DE ZONE DE AgGaSe₂ ET AgGaTe₂

Résumé
Les composés ternaires à structure chalcopyrite possèdent trois bandes de valence en centre de zone auxquelles correspondent trois transitions (A, B et C) avec la bande de conduction. Des mesures de réflectivité simple et modulée en longueur d'onde sur AgGaSe₂ et AgGaTe₂ nous ont permis de déterminer la variation des énergies de ces trois transitions entre la température de l'hélium liquide et la température ambiante. La cathodoluminescence nous a permis de vérifier que la transition A correspond à la bande interdite pour AgGaTe₂ et de préciser son énergie. Pour AgGaSe₂, la largeur de la bande interdite croît avec la température entre 5 et 95 K et décroît aux températures supérieures avec un coefficient très faible (- 1,2 x 10^-4 eV/K). AgGaTe₂ présente un comportement moins anormal. Cependant le coefficient de température au-dessus de 100 K est également faible (~ -2 x 10^-4 eV/K). Nous avons calculé l'énergie du champ cristallin Ɗ_CF et le couplage spin-orbite Ɗ_SO à partir des énergies des trois transitions à l'aide du modèle quasi cubique. Dans les deux cas | Ɗ_CF | est une fonction décroissante et Ɗ_SO une fonction croissante de la température. Nous attribuons la variation de Ɗ_SO à une diminution avec la température du coefficient d'hybridation des électrons de type p de la bande de valence avec les électrons 4d de l'argent. Ceci permet d'expliquer qualitativement la variation anormale de la bande interdite de ces composés en supposant que la différence de bande interdite binaire-ternaire équivalent est proportionnelle au coefficient d'hybridation α.

Abstract
The ternary compounds with chalcopyrite structure have three valence bands in the center of the Brillouin zone. Therefore there are three transitions (A, B and C) from the valence bands to the conduction band. Reflectivity measurements performed on AgGaSe₂ and AgGaTe₂ (wavelength modulated or not) allowed us to determine the energy variation of these transitions between liquid helium and room temperatures. For AgGaTe₂, cathodoluminescence measurements have established that the A transition corresponds to the band gap. For AgGaSe₂, the band Sap increases with temperature between 5 and 95 K and decreases for higher temperatures with a very weak coefficient (- 1.2 x 10^-4 eV/K). The behaviour of AgGaTe₂ is less abnormal. However the temperature coefficient above 100 K is also weak (~ 2 x 10^-4 eV/K). The crystal field energy Ɗ_CF and the spin-orbit splitting Ɗ_SO have been calculated from the energies of the three transitions using the quasi cubic model. In both cases | Ɗ_CF | decreases while Ɗ_SO increases with temperature. The spin-orbit variation is ascribed to a decrease along with temperature of the hybridization coefficient of the valence band p-type electrons with the 4d electrons of silver. This can explain qualitatively the anomalous variation of the band gap of these compounds assuming that the difference of the band gap between equivalent binary and ternary compounds is proportional to the hybridization coefficient α.