Elektronkonfigurációja és töltésállapota elektromosan aktív Cu, Ag és Au ionok ZnSe-ben

A Hall-effektus, az elektromos vezetőképesség és az elektronok mobilitása 55 és 500 K közötti hőmérsékleten Cu, Ag vagy Au adalékolású n-ZnSe kristályokban. A kis mennyiségű Cu atomok jelenléte a Hall-együttható előjelének megfordulását eredményezi 300 K feletti hőmérsékleten. Az elektronok mozgékonyságának rendellenes hőmérsékletfüggése figyelhető meg az alacsony Cu-koncentrációjú mintákban (<0,3 at.% az olvadékban). A kinetikai együtthatók hőmérsékletfüggésének eltérő karakterét találtuk az Ag-val és Au-val adalékolt n-ZnSe esetében. Ezek a görbék olyan kristályokra jellemzőek, amelyekben több donorszint van különböző energetikai mélységben. Közvetlenül az adalékolás után az ezüst úgy viselkedik, mint egy szokásos kompenzáló akceptor szennyeződés, míg az arany amfoter tulajdonságokat mutat. Javasolunk egy modellt, amely megmagyarázza a kinetikai együtthatók hőmérsékletfüggésének anomáliáit a Cu-dotált kristályokban és az anomáliák hiányát az Ag-dotált és Au-dotált kristályokban. E modell és kísérleti adataink szerint a réznek az n-ZnSe-ben két töltésállapota van,CuZn+ (d10) és CuZn2+ (d9), valamint két akceptorszint a valenciasáv közelében. Az ezüst és az arany egy töltésű állapotokbanAgZn+ és AuZn+ létezik d10 elektronkonfigurációval, amelyek egyetlen energiaszintet alkotnak a valenciasáv közelében. Az Au-atomok alacsony adalékkoncentráció esetén főként interstitiálisAui-donorokat, magas adalékkoncentráció esetén pedig szubsztituensAuZn és AuZn-alapú akceptorokat alkotnak. Az Ag amfoterikus tulajdonságainak időbeli serkentését tárgyaljuk.

Vélemény, hozzászólás?

Az e-mail-címet nem tesszük közzé.