Излучение свободных и связанных экситонов в слоистых кристаллах селенида галлия

Исследованы спектры излучения монокристаллов селенида галлия $\varepsilon$-модификации, содержащих примесные атомы кобальта концентрацией 0.001$-$0.5%, при различных температурах (${T=4.2{-}35}$ K) в поляризованном свете. Показано, что широкая полоса излучения с энергией 2.031 эВ вызвана наличием в кристалле GaSe структурных дефектов, в то время как другие широкие полосы с энергией 2.039 и 2.008 эВ вызваны непрямыми экситонными переходами с излучением $TO$-фононов. Узкие линии излучения соответствуют распаду прямых экситонов, связанных на различных дефектах, и их фононным повторениям с участием фононов энергии ${14.5\pm0.5}$ мэВ. Исследована температурная зависимость дублетной структуры линии излучения свободного экситона, которая, по-видимому, обусловлена особенностями зонной структуры кристалла GaSe, а именно расщеплением валентной зоны межслоевым взаимодействием.