Acceptor Bound Exciton States in High-Purity CuCl

The magneto-optical properties of high-purity CuCl at 4.2 K show that the two lines ν½ (25665.2 cm−1) and ν (25697.6 cm−1) are due to transitions to (or from) excitons bound to the same neutral acceptor, the two holes arising from the lowest Γ8 valence band. They are attributed, respectively, to the J = 5/5 and J = 1/2 states of the (A0, X) complex. These results are explained by the importance of the electron—hole exchange interaction and by a dominant occurrence of the Γ8 rather than the Γ7 neutral acceptors. As a consequence, free holes should chiefly arise from the Γ7 valence band. This is due to the particularly low value of the valence band spin—orbit splitting (ΔSO ≈ 600 cm−1), compared to the free-exciton binding energy (EX ≈ 1523 cm−1) or to the estimated Γ7 acceptor ionization energy (EX ≈ 17000 cm−1). These conclusions support the previous assignment of line ν2 (25654 cm−1) to a transition between a free Γ7 hole and a Γ6 charged exciton X. Die magnetooptischen Eigenschaften von hochreinem CuCl bei 4,2 K zeigen, das die beiden Banden ν½ (25665,2 cm−1) und ν'2 (25697,6 cm−1) durch Ubergange nach (oder von) Exzitonen hervorgerufen werden, die an demselben neutralen Akzeptor gebunden sind, wobei die beiden Locher aus dem tiefsten Γ8-Valenzband stammen. Sie werden den J = 5/2- bzw. den J = 1/2-Zustanden des (A0, X)-Komplexes zugeordnet. Die Ergebnisse werden mit der Elektron—Loch-Austauschwechselwirkung und mit dem dominierenden Auftreten des Γ8-statt des neutralen Γ7-Akzeptors erklart. Als Folge davon sollten die freien Locher aus dem Γ7-Valenzband kommen. Dies wird durch den besonders niedrigen Wert der Spin—Bahn-Aufspaltung des Valenzbandes (ΔSO ≈ ≈ 600 cm−1) hervorgerufen, im Vergleich zur Bindungsenergie des freien Exzitons (EX ≈ ≈ 1523 cm−1) oder der berechneten Γ7-Akzeptor-Ionisierungsenergie (EX ≈ 17000 cm−1). Diese Schlusse bestatigen die fruhere Zuordnung der ν2-Bande (25654 cm−1) zu einem Ubergang zwischen einem freien Γ7-Loch und einem geladenen Γ6-Exziton X.