Proprietățile cinetice ale cristalelor PbTe:Ga tratate termic
Închide
Articolul precedent
Articolul urmator
577 1
Ultima descărcare din IBN:
2023-09-09 23:03
SM ISO690:2012
NICORICI, Valentina, NICORICI, Andrei. Proprietățile cinetice ale cristalelor PbTe:Ga tratate termic. In: Integrare prin cercetare şi inovare.: Ştiinţe ale naturii şi exacte, 10-11 noiembrie 2015, Chișinău. Chisinau, Republica Moldova: Universitatea de Stat din Moldova, 2015, R, SNE, pp. 141-143.
EXPORT metadate:
Google Scholar
Crossref
CERIF

DataCite
Dublin Core
Integrare prin cercetare şi inovare.
R, SNE, 2015
Conferința "Integrare prin cercetare şi inovare"
Chișinău, Moldova, 10-11 noiembrie 2015

Proprietățile cinetice ale cristalelor PbTe:Ga tratate termic


Pag. 141-143

Nicorici Valentina, Nicorici Andrei
 
Institutul de Inginerie Electronică şi Nanotehnologii "D. Ghiţu" al AŞM
 
 
Disponibil în IBN: 11 noiembrie 2019


Rezumat

În ultimul timp, a crescut interesul față de compușii binari PbTe și soluțiile solide în baza lor Pb1-xSnxTe, ce este stimulat de perspectiva aplicării acestor materiale pentru optoelectronică [1]. Aceasta se datorează, în primul rând, spectrului energetic al acestor materiale, care au banda interzisă îngustă. În același timp, lățimea benzii interzise Eg în compușii Pb1-xSnxTe poate fi schimbată până la zero pe calea schimbării cantității x de staniu, ea depinde de temperatură (dEg/dT=4*10-4 eV/K), presiune (dEg/dP=7*10-6 eV/bar) şi câmpul magnetic (dEg/dH=10-7 eV/E). Aceasta permite de a schimba controlabil în intervalele necesare parametrii dispozitivelor semiconductoare elaborate pe baza acestor materiale. În afară de aceasta, purtătorii de sarcină în compușii A4B 6 posedă masă efectivă mică şi mobilitatea purtătorilor de sarcină înaltă la temperaturi joase. Din această cauză, relativ ușor poate fi atinsă experimental condiția câmpurilor magnetice puternice, ceea ce prezintă un interes deosebit pentru dezvoltarea fizicii corpului solid. Cercetarea efectului Hall în halcogenizii de plumb nedopați arată că, practic, în tot intervalul de temperaturi concentrația rămâne înaltă și nu se schimbă, ce este condiționat de degenerarea gazului electronic. Doparea PbTe cu galiu (impuritatea donoare) aduce la formarea nivelelor impuritare adânci în spectrul energetic, ce asigură stabilizarea nivelului Fermi în interiorul benzii interzise cu 70 meV mai jos de banda de conducţie. În regiunea temperaturilor joase (T<80K), concentrația electronilor în PbTe(Ga) este apropiată de cea intrinsecă, se observă fotosensibilitatea şi fotoconductibilitatea remanentă. Aceasta permite de a considera PbTe (Ga) drept un material de perspectivă pentru optoelectronica infraroşie şi de a-l folosi în elementele de lucru ale laserelor, termovizoarelor, detectoarelor sensibile la regiunea spectrală 3-5 μm [2]. În intervalul de temperaturi 80-400 K au fost cercetate dependențele concentrației, conductibilității și mobilității purtătorilor de sarcină de temperatură a cristalelor PbTe cu concentrația diferită a galiului: 0,25% at. (cristalul 9) și 0,5% at. (cristalul 1). Toate probele erau de tip-n, ce este legat de doparea cu impuritatea donoare – galiu. Dependenţele concentraţiei purtătorilor de sarcină și a conductibilității de temperatură sunt reprezentate în Figura 1. Se vede, fapt creșterea concentrației de Ga duce la creșterea concentrației electronilor, ce este legat de compensarea vacanțelor de plumb și schimbarea tipului de conductibilitate din p- (pentru PbTe nedopat) în ntip. Cu creșterea temperaturii concentrația electronilor, practic, nu se schimbă, iar conductibilitatea scade în tot intervalul de temperaturi (Fig.2). Luând în considerație că conductibilitate de depinde atât de concentrație, cât și de mobilitate, au fost cercetate dependențele mobilității de temperatură (Fig.3). Pentru toate cristalele înclinarea curbelor µ(T) este una și aceeași și este determinată de tipul de împrăștiere. În domeniul de temperaturi joase se observă două tipuri de împrăștiere: pe impuritățile ionizate și pe oscilațiile termice ale rețelei cristaline. La temperaturi mai ridicate predomină împrăștierea pe fononii optici. După măsurări cristalele, în scopul micșorării concentrației electronilor, au fost supuse unei tratări termice în atmosfera de hidrogen la temperatura de 650˚C în timp de 140 de ore. Tratarea termică duce la micșorarea mai mult de două ordine a concentrației electronilor, corespunzător se micșorează conductibilitatea. Caracterul variației conductibilității cu creșterea temperaturii după tratarea termică nu se schimbă, însă mobilitatea se micșorează. Din înclinarea curbelor în domeniul de temperaturi înalte (Fig. 1) a fost determinată energia de activare, care constituie 0,32 eV. Considerăm că la tratarea termică atomul de galiu intră în nodul reţelei cristaline, ocupând locul vacant de Pb şi ca rezultat se micşorează activitatea lui donoare. Însă, concomitent, la tratarea termică la temperatură înaltă, atomii de galiu intrând în reţeaua cristalină a compusului binar PbTe formează un aliaj nou ternar Pb1-xGaxTe, ce are banda interzisă mai lată decât PbTe.