Elektronkonfiguration og ladningstilstand af elektrisk aktive Cu-, Ag- og Au-ioner i ZnSe

Hall-effekten, den elektriske ledningsevne og elektronmobiliteten er undersøgt ved temperaturer mellem 55 og 500 K i n-ZnSe-krystaller, der er doteret med Cu, Ag eller Au. Tilstedeværelsen af en lille mængde Cu-atomer fører til en omvending af Hallkoefficientens fortegn ved temperaturer over 300 K. Der observeres en unormal temperaturafhængighed af elektronmobiliteten i prøver med lav Cu-koncentration (<0,3 at.% i smeltet). Der er fundet forskellige karakterer af temperaturafhængigheden af kinetiske koefficienter for n-ZnSe doteret med Ag og Au. Disse kurver er typiske for krystaller med flere donorniveauer på forskellige energidybder. Umiddelbart efter dotering opfører sølv sig som en sædvanlig kompenserende acceptorforurening, mens guld viser amfoteriske egenskaber. Vi foreslår en model, der forklarer anomalierne i temperaturafhængigheden af de kinetiske koefficienter i Cu-doterede krystaller og fraværet af anomalierne i Ag-doterede og Au-doterede krystaller. I overensstemmelse med denne model og vores eksperimentelle data har kobber i n-ZnSe to ladningstilstande, CuZn+ (d10) og CuZn2+ (d9), og to acceptorniveauer nær valensbåndet. Sølv og guld findes i enkeltladede tilstandeAgZn+ og AuZn+ med d10-elektronkonfiguration, der danner enkelt energiniveauer nær valensbåndet. Au-atomer danner hovedsagelig interstitielleAui-donorer ved lave dopingkoncentrationer og substitutionsAuZn- og AuZn-baserede acceptorer ved høje dopingkoncentrationer. Tidsstimulering af Ag’s amphoteriske egenskaber diskuteres.

Skriv et svar

Din e-mailadresse vil ikke blive publiceret.