Zero-phonon lines in electroluminescence and photoluminescence of ZnS:Mn thin films grown by atomic layer epitaxy

Abstract

The energy of the zero-phonon-lines of the transition 6A1 → 4E, 6A1 → 4T2 and 4T1 → 6A1 within the 3d-shell of Mn2+ in thin films of ZnS:Mn grown by atomic layer epitaxy (ALE) are determined by luminescence spectroscopy. A comparison of these values with the energies obtained with polymorphic ZnS:Mn single crystals indicates a predominantly hexagonal structure in the thin films in fair agreement with the data obtained by X-ray-analysis. The zero-phonon-lines in both photoluminescence and high field electroluminescence of thin films are compared. Die Energie der Nullphononenlinien der Übergänge 6A1 → 4E, 6A1 → 4T2 und 4T1 → 6A1 innerhalb der 3d-Schale von Mn2+ in dünnen ZnS:Mn Schichten, die durch Atomic Layer Epitaxy (ALE) gezüchtet waren, werden durch Lumineszenzspektroskopie bestimmt. Ein Vergleich dieser Werte mit den Energien, die an polymorphen ZnS:Mn Einkristallen gewonnen werden, weist auf eine vorwiegend hexagonale Struktur in den Schichten hin. Dies ist in Übereinstimmung mit Strukturuntersuchungen durch Röntgenstrahlen. Die Nullphononenlinien der Photolumineszenz und der Hochfeldelektrolumineszenz der dünnen Schichten werden verglichen.