Abstract Metal-selenide nanostructures from different semiconductor families such as ZnSe, SnSe, and CuxSey were synthesized with different Se/cation ratios. The effects of non-stoichiometric defects such as vacancies and interstitials on their optical properties were investigated. X-ray diffraction patterns (XRD) indicated that the Se/Zn > 1 and Se/Cu > 1 conditions led to creating heterostructures of ZnSe/Se and CuxSey/Se, while, the sample with Se/Sn > 1 condition only showed a single phase of SnSe with border XRD peaks. Scanning electron microscopy (SEM) images of the samples showed different morphology for the ZnSe and CuxSey nanostructures with different conditions, while, SnSe samples had nanoparticles (NPs) morphology in all conditions. High-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) images of SnSe samples showed that the SnSe NPs with Se/Sn = 1.2 condition were single-crystalline NPs, without any defects, while, the SnSe NPs with Se/Sn = 0.8 condition included vacancy and stacking fault defects. The optical band-gap values of the samples were not significantly changed by different Se/cation ratios. More details of the effects of non-stoichiometric defects on the optical properties of the samples were obtained by photoluminescence (PL) spectroscopy. The PL results of any type of samples showed that the non-stoichiometric defects could change the PL spectrum feature. Valence band spectroscopy results showed a shift in valence-band maximum (VBM) position in Se/cation>1 ratio in comparison to the Se/cation

中文翻译：

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非化学计量缺陷在金属硒化物纳米结构光学性能中的作用

摘要 合成了具有不同 Se/阳离子比的来自不同半导体家族（如 ZnSe、SnSe 和 CuxSey）的金属硒化物纳米结构。研究了非化学计量缺陷如空位和间隙对其光学性质的影响。X 射线衍射图 (XRD) 表明 Se/Zn > 1 和 Se/Cu > 1 条件导致产生 ZnSe/Se 和 CuxSey/Se 异质结构，而 Se/Sn > 1 条件的样品仅显示出具有边界 XRD 峰的单相 SnSe。样品的扫描电子显微镜 (SEM) 图像显示出不同条件下 ZnSe 和 CuxSey 纳米结构的不同形态，而 SnSe 样品在所有条件下都具有纳米颗粒 (NPs) 形态。SnSe 样品的高分辨率透射电子显微镜 (HRTEM) 图像表明，Se/Sn = 1.2 条件的 SnSe NPs 是单晶 NPs，没有任何缺陷，而 Se/Sn = 0.8 条件的 SnSe NPs 包括空位和堆垛层错缺陷。样品的光学带隙值不会因不同的 Se/阳离子比而发生显着变化。通过光致发光 (PL) 光谱获得了非化学计量缺陷对样品光学性质影响的更多细节。任何类型样品的 PL 结果表明，非化学计量缺陷会改变 PL 光谱特征。价带光谱结果显示，与 Se/阳离子相比，Se/阳离子>1 比率的价带最大值 (VBM) 位置发生了变化 没有任何缺陷，而具有 Se/Sn = 0.8 条件的 SnSe NPs 包括空位和堆垛层错缺陷。样品的光学带隙值不会因不同的 Se/阳离子比而发生显着变化。通过光致发光 (PL) 光谱获得了非化学计量缺陷对样品光学性质影响的更多细节。任何类型样品的 PL 结果表明，非化学计量缺陷会改变 PL 光谱特征。价带光谱结果显示，与 Se/阳离子相比，Se/阳离子>1 比率的价带最大值 (VBM) 位置发生了变化 没有任何缺陷，而具有 Se/Sn = 0.8 条件的 SnSe NPs 包括空位和堆垛层错缺陷。样品的光学带隙值不会因不同的 Se/阳离子比而发生显着变化。通过光致发光 (PL) 光谱获得了非化学计量缺陷对样品光学性质影响的更多细节。任何类型样品的 PL 结果表明，非化学计量缺陷会改变 PL 光谱特征。价带光谱结果显示，与 Se/阳离子相比，Se/阳离子>1 比率的价带最大值 (VBM) 位置发生了变化 通过光致发光 (PL) 光谱获得了非化学计量缺陷对样品光学性质影响的更多细节。任何类型样品的 PL 结果表明，非化学计量缺陷会改变 PL 光谱特征。价带光谱结果显示，与 Se/阳离子相比，Se/阳离子>1 比率的价带最大值 (VBM) 位置发生了变化 通过光致发光 (PL) 光谱获得了非化学计量缺陷对样品光学性质影响的更多细节。任何类型样品的 PL 结果表明，非化学计量缺陷会改变 PL 光谱特征。价带光谱结果显示，与 Se/阳离子相比，Se/阳离子>1 比率的价带最大值 (VBM) 位置发生了变化