Elektronenconfiguratie en ladingstoestand van elektrisch actieve Cu-, Ag- en Au-ionen in ZnSe

Het Hall-effect, de elektrische geleidbaarheid en de elektronenmobiliteit worden onderzocht bij temperaturen tussen 55 en 500 K in n-ZnSe-kristallen gedoteerd met Cu, Ag of Au. De aanwezigheid van een kleine hoeveelheid Cu-atomen leidt tot een omkering van het teken van de Hall-coëfficiënt bij temperaturen boven 300 K. Een afwijkende temperatuursafhankelijkheid van de elektronenmobiliteit wordt waargenomen in de monsters met een lage Cu-concentratie (<0,3 at.% in de smelt). Verschillende karakteristieken van de temperatuursafhankelijkheid van kinetische coëfficiënten worden gevonden voor n-ZnSe gedoteerd met Ag en Au. Deze krommen zijn typisch voor kristallen met meerdere donorniveaus bij verschillende energiedieptes. Onmiddellijk na dopering gedraagt zilver zich als een gebruikelijke compenserende acceptoronzuiverheid, terwijl goudamphotere eigenschappen vertoont. Wij stellen een model voor dat de anomalieën in de temperatuursafhankelijkheid van de kinetische coëfficiënten in Cu-gedopeerde kristallen verklaart en het ontbreken van de anomalieën in Ag-gedopeerde en Au-gedopeerde kristallen. In overeenstemming met dit model en onze experimentele gegevens heeft koper in n-ZnSe twee ladingstoestanden, CuZn+ (d10) en CuZn2+ (d9), en twee acceptorniveaus nabij de valentieband. Zilver en goud bestaan in enkelvoudig geladen toestandenAgZn+ en AuZn+ met d10 elektronenconfiguratie die enkelvoudige energieniveaus nabij de valentieband vormen. Au atomen vormen voornamelijk interstitiëleAui donors bij lage doping concentraties en substitutioneleAuZn en AuZn gebaseerde acceptors bij hoge doping concentraties. Tijdstimulering van de amfotereigenschappen van Ag wordt besproken.

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.