In Search of Hydrogen Local Vibrational Modes in CuCl, CuBr, CuI, ZnS, and AISb

Authors


  • Heisenbergstr. 1, D-7000 Stuttgart 80, FRG.

  • DDR-8051 Dresden, GDR.

  • Erwin-Rommel-Str. 1, D-8520 Erlangen, FRG.

Abstract

A systematic study is made of hydrogen localized vibrational modes in some III–V, II–VI, and I–VII compounds after proton implantation. HCl vibrations are observed in CuCl with an energy of 2585 cm−1, but no CuH vibrations. This is verified by the lack of hydrogen-related vibrations in CuBr and CuI. In ZnS vibrations of ZnH are observed at 1325 cm−1 and HS vibrations at 2415 cm−1. No hydrogen-related vibrational modes are observed in AlSb after proton irradiation. For all hydrogen local vibrational modes the measured oscillator strengths are about 0.075. It is found that vibrational energy of HS agrees with that predicted from a simple diatomic molecular bond. ZnH vibrations exhibit much higher energies, and HCl much lower energies, than those calculated from the model. These results are discussed in terms of the ionicity of crystal bonds.

Abstract

Nach Protonenimplantation werden die lokalisierten Wasserstoffschwingungsmoden in einigen III–V, II–VI- und I–VII-Verbindungen systematisch untersucht. HCl-Schwingungen in CuCl mit einer Energie von 2585 cm−1 werden beobachtet, jedoch keine CuH-Schwingungen. Diese wird durch das Fehlen von Wasserstoff verknüpften Schwingungen in CuBr und CuI bestätigt. In ZnS werden ZnH-Schwingungen bei 1325 cm−1 und HS-Schwingungen bei 2415 cm−1 beobachtet. Keine mit Wasserstoff verknüpften Schwingungsmoden werden in AlSb nach Protonenbestrahlung beobachtet. Für alle lokalen Wasserstoffschwingungsmoden beträgt die gemessene Oszillatorstärke etwa 0,075. Es wird gefunden, daß die Schwingungsenergie von HS mit der aus einer ein-fachen diatomaren Molekülbindung vorhergesagten übereinstimmt. ZnH-Schwingungen zeigen viel höhere Energien und HCl viel niedrigere Energien als die aus dem Modell berechneten. Diese Ergebnisse werden mit der Ionizität der Kristallbindungen diskutiert.

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