Elektronikonfiguraatio ja sähköisesti aktiivisten Cu-, Ag- ja Au-ionien varaustila ZnSe:ssä

Hall-ilmiötä, sähkönjohtavuutta ja elektronien liikkuvuutta tutkitaan 55-500 K:n lämpötiloissa Cu:lla, Ag:lla tai Au:lla seostetuissa n-ZnSe-kiteissä. Pieni määrä Cu-atomeja johtaa Hall-kertoimen merkin kääntymiseen yli 300 K:n lämpötiloissa. Elektronien liikkuvuuden poikkeava lämpötilariippuvuus havaitaan näytteissä, joiden Cu-pitoisuus on pieni (<0,3 at.% sulassa). Kineettisten kertoimien lämpötilariippuvuudet ovat erilaisia Ag:llä ja Au:lla seostetun n-ZnSe:n osalta. Nämä käyrät ovat tyypillisiä kiteille, joilla on useita donoritasoja eri energiasyvyyksillä. Välittömästi dopingin jälkeen hopea käyttäytyy tavanomaisen kompensoivan akseptori-epäpuhtauden tavoin, kun taas kulta osoittaa amfoteerisia ominaisuuksia. Ehdotamme mallia, joka selittää kineettisten kertoimien lämpötilariippuvuuksien poikkeavuudet Cu-dopioiduissa kiteissä ja poikkeavuuksien puuttumisen Ag- ja Au-dopioiduissa kiteissä. Tämän mallin ja kokeellisten tietojemme mukaan n-ZnSe:ssä olevalla kuparilla on kaksi varaustilaa, CuZn+ (d10) ja CuZn2+ (d9), ja kaksi akseptoritasoa lähellä valenssikaistaa. Hopea ja kulta ovat yhden varauksen tiloissaAgZn+ ja AuZn+, joiden elektronikonfiguraatio on d10 ja jotka muodostavat yhden energiatason lähellä valenssikaistaa. Au-atomit muodostavat pääasiassa interstitiaalisiaAui-luovuttajia alhaisilla dopingpitoisuuksilla ja substituutioAuZn- ja AuZn-pohjaisia akseptoreita korkeilla dopingpitoisuuksilla. Ag:n amfoteeristen ominaisuuksien ajallista stimulointia käsitellään.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista.