Configurazione degli elettroni e stato di carica di ioni Cu, Ag e Au elettricamente attivi in ZnSe

L’effetto Hall, la conduttività elettrica e la mobilità degli elettroni sono studiati a temperature tra 55 e 500 K in cristalli n-ZnSe drogati con Cu, Ag o Au. La presenza di una piccola quantità di atomi di Cu porta a un’inversione del segno del coefficiente di Hall a temperature superiori a 300 K. Una dipendenza anomala dalla temperatura della mobilità degli elettroni è osservata nei campioni con una bassa concentrazione di Cu (<0,3 at.% nella fusione). Caratteri diversi delle dipendenze dalla temperatura dei coefficienti cinetici sono stati trovati per n-ZnSe drogato con Ag e Au. Queste curve sono tipiche per i cristalli che hanno diversi livelli donatori a diverse profondità energetiche. Subito dopo il drogaggio, l’argento si comporta come una normale impurità accettante compensante, mentre l’oro mostra proprietà foteriche. Proponiamo un modello che spiega le anomalie delle dipendenze dalla temperatura dei coefficienti cinetici nei cristalli drogati con Cu e la mancanza delle anomalie nei cristalli drogati con Ag e Au. In accordo con questo modello e con i nostri dati sperimentali, il rame in n-ZnSe ha due stati di carica, CuZn+ (d10) e CuZn2+ (d9), e due livelli accettori vicino alla banda di valenza. L’argento e l’oro esistono in stati di carica singolaAgZn+ e AuZn+ con configurazione elettronica d10 che formano livelli energetici singoli vicino alla banda di valenza. Gli atomi di Au formano principalmente donatori interstizialiAui a basse concentrazioni di drogaggio e accettatori sostitutiviAuZn e AuZn-based ad alte concentrazioni di drogaggio. Viene discussa la stimolazione temporale delle proprietà anfotere di Ag.

Lascia un commento

Il tuo indirizzo email non sarà pubblicato.