Konfiguracja elektronowa i stan naładowania elektrycznie aktywnych jonów Cu, Ag i Au w ZnSe

Efekt Halla, przewodnictwo elektryczne i ruchliwość elektronów badane są w temperaturach pomiędzy 55 a 500 K w kryształach n-ZnSe domieszkowanych Cu, Ag lub Au. Obecność niewielkiej ilości atomów Cu prowadzi do odwrócenia znaku współczynnika Halla w temperaturach powyżej 300 K. Anomalna zależność temperaturowa ruchliwości elektronów jest obserwowana w próbkach o niskiej koncentracji Cu (<0.3 at.% w stopie). Dla n-ZnSe domieszkowanego Ag i Au stwierdzono odmienne charaktery temperaturowych zależności współczynników kinetycznych. Krzywe te są typowe dla kryształów posiadających kilka poziomów donorowych na różnych głębokościach energetycznych. Bezpośrednio po domieszkowaniu srebro zachowuje się jak zwykłe kompensujące zanieczyszczenie akceptorowe, podczas gdy złoto wykazuje właściwości amfoteryczne. Proponujemy model, który wyjaśnia anomalie temperaturowych zależności współczynników kinetycznych w kryształach domieszkowanych Cu oraz brak anomalii w kryształach domieszkowanych Ag i Au. Zgodnie z tym modelem i naszymi danymi eksperymentalnymi, miedź w n-ZnSe posiada dwa stany naładowania CuZn+ (d10)i CuZn2+ (d9) oraz dwa poziomy akceptorowe w pobliżu pasma walencyjnego. Srebro i złoto występują w stanach jednoimiennychAgZn+ i AuZn+ o konfiguracji elektronowej d10 tworząc pojedyncze poziomy energetyczne w pobliżu pasma walencyjnego. Atomy Au tworzą głównie donory międzywęzłoweAui przy niskich stężeniach domieszki oraz akceptory substytucyjneAuZn i oparte na AuZn przy wysokich stężeniach domieszki. Omówiono stymulację czasową amfoterycznych właściwości Ag.

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany.