Elektronkonfiguration och laddningstillstånd hos elektriskt aktiva Cu-, Ag- och Au-joner i ZnSe

Hall-effekten, den elektriska ledningsförmågan och elektronrörligheten undersöks vid temperaturer mellan 55 och 500 K i n-ZnSe-kristaller dopade med Cu, Ag eller Au. Närvaron av en liten mängd Cu-atomer leder till en invertering av Hallkoefficientens tecken vid temperaturer över 300 K. Ett onormalt temperaturberoende av elektronrörligheten observeras i prover med låg Cu-koncentration (<0,3 at.% i smältan). Olika karaktärer hos temperaturberoendet av kinetiska koefficienter har hittats för n-ZnSe dopad med Ag och Au. Dessa kurvor är typiska för kristaller som har flera givarnivåer på olika energidjup. Omedelbart efter dopning beter sig silver som en vanlig kompenserande acceptorförorening, medan guld uppvisar amfoteriska egenskaper. Vi föreslår en modell som förklarar anomalierna i temperaturberoendet av de kinetiska koefficienterna i Cu-dopade kristaller och avsaknaden av anomalier i Ag-dopade och Au-dopade kristaller. I enlighet med denna modell och våra experimentella data har koppar i n-ZnSe två laddningstillstånd, CuZn+ (d10) och CuZn2+ (d9), och två acceptornivåer nära valensbandet. Silver och guld existerar i enkel laddningstillståndAgZn+ och AuZn+ med d10-elektronkonfiguration som bildar enskilda energinivåer nära valensbandet. Au-atomer bildar huvudsakligen interstitiellaAui-donatorer vid låga dopingkoncentrationer och substitutionellaAuZn- och AuZn-baserade acceptorer vid höga dopingkoncentrationer. Tidsstimulering av Ag:s amfoteriska egenskaper diskuteras.

Lämna ett svar

Din e-postadress kommer inte publiceras.