Физические свойства и зонная структура кристаллов (3HgTe)1-x(Al₂Te₃)x, легированных марганцем
В результате исследования магнитных, кинетических и оптических свойств кристаллов (3HgTe)₁₋x(Al₂Te₃)x: (x = 0,5) установлено, что в них имеют место прямые межзонные оптические переходы. Температурная зависимость электропроводности образцов имеет полупроводниковый характер, а температурная зависимост...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
|---|---|
| Дата: | 2014 |
| Автори: | , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України
2014
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70557 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Физические свойства и зонная структура кристаллов (3HgTe)₁₋x(Al₂Te₃)x, легированных марганцем / П.Д. Марьянчук, Л.Н. Дымко, Т.Р. Романишин, Т.Т. Ковалюк, В.В. Брус, М.Н. Солован, А.И. Мостовой // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2014. — № 2-3. — С. 54-60. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1860242947698589696 |
|---|---|
| author | Марьянчук, П.Д. Дымко, Л.Н. Романишин, Т.Р. Ковалюк, Т.Т. Брус, В.В. Солован, М.Н. Мостовой, А.И. |
| author_facet | Марьянчук, П.Д. Дымко, Л.Н. Романишин, Т.Р. Ковалюк, Т.Т. Брус, В.В. Солован, М.Н. Мостовой, А.И. |
| citation_txt | Физические свойства и зонная структура кристаллов (3HgTe)₁₋x(Al₂Te₃)x, легированных марганцем / П.Д. Марьянчук, Л.Н. Дымко, Т.Р. Романишин, Т.Т. Ковалюк, В.В. Брус, М.Н. Солован, А.И. Мостовой // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2014. — № 2-3. — С. 54-60. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Технология и конструирование в электронной аппаратуре |
| description | В результате исследования магнитных, кинетических и оптических свойств кристаллов (3HgTe)₁₋x(Al₂Te₃)x: (x = 0,5) установлено, что в них имеют место прямые межзонные оптические переходы. Температурная зависимость электропроводности образцов имеет полупроводниковый характер, а температурная зависимость коэффициента Холла свидетельствует о смешанном типе проводимости. Особенности магнитных свойств обусловлены наличием в кристаллах кластеров типа Mn—Тe—Mn—Тe, в которых между атомами Mn через атомы халькогена осуществляется косвенное обменное взаимодействие антиферромагнитного характера. На основе проведенных исследований определены зонные параметры и построена схема зонной структуры кристаллов с концентрацией атомов марганца около 10²⁰ см⁻³.
В результаті досліджень магнітних, кінетичних і оптичних властивостей кристалів (3HgTe)₁₋x(Al₂Te₃)x:<Mn> (x=0,5) встановлено, що в них мають місце прямі міжзонні оптичні переходи. Температурна залежність електропровідності зразків має напівпровідниковий характер, а температурна залежність коефіцієнта Холла свідчить про змішаний тип провідності. Особливості магнітних властивостей обумовлені наявністю в кристалах кластерів типу Mn—Тe—Mn—Тe, в яких між атомами Mn через атоми халькогена здійснюється опосередкована обмінна взаємодія антиферомагнітного характеру. Визначено зонні параметри і побудовано схему зонної структури для кристалів з концентрацією атомів марганцю приблизно 10²⁰ см⁻³.
This paper presents the results of the analysis of magnetic, optical, kinetic properties and band parameters of (3HgTe)₁₋x(Al₂Te₃)x crystals doped by manganese.
|
| first_indexed | 2025-12-07T18:32:18Z |
| format | Article |
| fulltext |
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2014, ¹ 2–3
54
МАТЕРИАЛЫ ЭЛЕКТРОНИКИ
ÓÄÊ 621.315.592
Д. ф.-м. н. П. Д. МАРЬЯНЧУК, Л. Н. ДЫМКО, Т. Р. РОМАНИШИН, Т. Т. КОВАЛЮК,
к. т. н. В. В. БРУС, М. Н. СОЛОВАН, А. И. МОСТОВОЙ
Óêðàèíà, Чеðíовèцêèй íàцèоíàльíый уíèвеðсèтет èмеíè Юðèя Федьêовèчà
E-mail: p.maryanchuk@chnu.edu.ua
ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ЗОННАЯ СТРÓКТÓРА
КРИСТАЛЛОВ (3HgTe)1–x(Al2Te3)x, ЛЕГИРОВАННЫХ
МАРГАНЦЕМ
Мàðгàíецсодеðжàщèе твеðдые ðàствоðы íà
осíове соедèíеíèй тèпà АІІВVI отíосятся ê íо-
вому êлàссу полупðоводíèêовых êðèстàллов —
полумàгíèтíым полупðоводíèêàм [1]. Твеðдые
ðàñòâîðы (3HgTe)1–x(Al2Te3)x, обðàзовàííые
íà îñíîâå бåñщåëåâîãî ïîëóïðîâîдíèêà HgTe
(Eg = –0,15 ýВ) è шèðîêîзîííîãî дåфåêòíîãî ïî-
лупðоводíèêà Al2Te3 (Eg = 2,35 ýВ), òàêжå ÿâ-
ëÿюòñÿ дåфåêòíымè ïîëóïðîâîдíèêàмè ñ ïåðå-
мåííîé, â зàâèñèмîñòè îò ñîñòàâà, шèðèíîé зà-
пðещеííой зоíы Eg. Измеíеíèе зоííой стðуêту-
ðы è шèðèíы зàïðåщåííîé зîíы ïðè èзмåíåíèè
состàвà (х) ïîзâîëÿåò ïîëóчàòь ïîëóïðîâîдíèêè
с ðàзлèчíымè свойствàмè è зоííымè пàðàметðà-
мè, êотоðые будут опðеделять пðàêтèчесêое èс-
пользовàíèе этèх êðèстàллов. Кðоме того, свой-
ñòâà дåфåêòíыõ ïîëóïðîâîдíèêîâ, êàêèмè ÿâëÿ-
юòñÿ è òâåðдыå ðàñòâîðы (3HgTe)1–x(Al2Te3)x,
слàбо èзмеíяются под воздействèем ðàдèàцèè,
что делàет èх пеðспеêтèвíымè для èспользовà-
íèÿ â óñëîâèÿõ ïîâышåííîé ðàдèàцèè â êàчå-
ñòâå ðàзëèчíыõ дàòчèêîâ фèзèчåñêèõ âåëèчèí.
Лåãèðîâàíèå êðèñòàëëîâ (3HgTe)1–x(Al2Te3)x
3d-ýëåмåíòàмè (êîòîðыå èмåюò ñîбñòâåííыé
мàãíèòíыé мîмåíò) ïåðåâîдèò èõ â êëàññ ïî-
лумàгíèтíых полупðоводíèêов, êотоðые явля-
ются чðезвычàйíо èíтеðесíым объеêтом для
фóíдàмåíòàëьíыõ èññëåдîâàíèé è мîãóò èñ-
пользовàться для создàíèя пðèбоðов спèíтðо-
íèêè [2, 3].
Целью дàííой ðàботы было èсследовàíèе мàг-
íèтíых, êèíетèчесêèх è оптèчесêèх свойств êðè-
ñòàëëîâ (3HgTe)1–x(Al2Te3)x:<Mn> (пðè x=0,5 è
êоíцеíтðàцèè àтомов Mn NMn≈1020 см–3), îïðå-
В результате исследования магнитных, кинетических и оптических свойств кристаллов
(3HgTe)1–x(Al2Te3)x:<Mn> (x = 0,5) установлено, что в них имеют место прямые межзонные опти-
ческие переходы. Температурная зависимость электропроводности образцов имеет полупроводни-
ковый характер, а температурная зависимость коэффициента Холла свидетельствует о смешан-
ном типе проводимости. Особенности магнитных свойств обусловлены наличием в кристаллах кла-
стеров типа Mn—Тe—Mn—Тe, в которых между атомами Mn через атомы халькогена осущест-
вляется косвенное обменное взаимодействие антиферромагнитного характера. На основе проведен-
ных исследований определены зонные параметры и построена схема зонной структуры кристаллов
с концентрацией атомов марганца около 1020 см–3.
Ключевые слова: кристалл, магнитная восприимчивость, кластер, электропроводность.
делеíèе èх зоííых пàðàметðов è èзготовлеíèе
íà èх осíове гетеðопеðеходов.
Методика эксперимента
Кðèстàллы для èсследовàíèй былè получе-
íы методом Бðèджмеíà. Пðè выбоðе темпеðàту-
ðы сèíтезà è выðàщèвàíèя êðèстàллов былè èс-
пользовàíы дèàгðàммы состояíèя твеðдых ðàс-
твоðов, êотоðые входят в èх состàв [4].
Ампулы с вытяíутым êоíусообðàзíым êоí-
цом èзготовлялè èз толстостеííого êвàðцà. Для
того чтобы пðедотвðàтèть взàèмодействèе зàгðу-
жàåмîãî мàòåðèàëà ñ êâàðцåм, àмïóëы ãðàфè-
òèзèðîâàëè, ïîñëå чåãî èõ ïîâòîðíî ñóшèëè â
âàêóóмíîм шêàфó è îñòàâëÿëè â âàêóóмå дî зà-
ãðóзêè â íèõ шèõòы èз ñмåñè ýëåмåíòàðíыõ âå-
щåñòâ — Hg, Te, Al, Mn. Пîñëå зàãðóзêè мàòå-
ðèàлов àмпулу отêàчèвàлè до дàвлеíèя пðèмеð-
íо 10–2 Пà è зàпàèвàлè.
Посêольêу èсходíые êомпоíеíты (элемеí-
òàðíыå âåщåñòâà) èмåюò ðàзíóю ïëîòíîñòь, дëÿ
ëóчшåãî ïåðåмåшèâàíèÿ мàòåðèàëîâ â ðàñïëàâå
сèíтез пðоводèлè в тðубчàтой êàчàющейся элеê-
тðопечè. Для пðедотвðàщеíèя выходà печè èз
ñòðîÿ â ñëóчàå ðàзðóшåíèÿ àмïóëы è дëÿ âы-
ðàвíèвàíèя темпеðàтуðы по длèíе àмпулы, ее
помещàлè в метàллèчесêую гèльзу.
Исследовàíèе мàгíèтíых свойств обðàзцов êðè-
стàллов, легèðовàííых мàðгàíцем, пðоводèлè ме-
тодом Фàðàдея в èíтеðвàле зíàчеíèй темпеðàтуðы
Т = 77—300 Ê è мàãíèòíîãî ïîëÿ Н = 0,25—4 êЭ.
Мàгíèтíую воспðèèмчèвость χ èзмеðялè отíо-
сèтельíо этàлоíà с èзвестíым ее зíàчеíèем, èс-
ñëåдóåмыå îбðàзцы (мàññîé îêîëî 200 мã) ðàз-
мещàлè в тех точêàх мàгíèтíого поля, где íàхо-
DOI: 10.15222/TKEA2014.2-3.54
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2014, ¹ 2–3
55
МАТЕРИАЛЫ ЭЛЕКТРОНИКИ
дèлся этàлоííый обðàзец пðè гðàдуèðовêе устà-
íовêè. Для ðегèстðàцèè взàèмодействèя èссле-
дуемого обðàзцà с мàгíèтíым полем èспользовà-
лè элеêтðоííые весы ЭМ-И-ЗМ с чувствèтель-
íостью 1 мêг. Измеðяемый сèгíàл ðегèстðèðо-
âàëè ñ ïîмîщью мèêðîàмïåðмåòðà М95 è âîëь-
тметðà В7-21. Пðоведеííые оцеíêè поêàзывàют,
чòî ñóммàðíàÿ ïîãðåшíîñòь ïðè èзмåðåíèè мàã-
íèòíîé âîñïðèèмчèâîñòè íå ïðåâышàåò 1% è ñî-
ñòîèò â îñíîâíîм èз ñèñòåмàòèчåñêîé ïîãðåшíî-
стè, связàííой с опðеделеíèем мàссы обðàзцà è
этàлоíà, à тàêже с íеточíостью ðàсположеíèя
обðàзцà в мàгíèтíом поле, è случàйíой, êото-
ðàя обусловлеíà íеточíостью èзмеðеíèя велè-
чèíы сèгíàлà.
Иññëåдîâàíèÿ êèíåòèчåñêèõ êîýффèцèåíòîâ
пðоводèлèсь íà тех же обðàзцàх в èíтеðвàле
Т = 77—300 Ê è Н = 0,5—5 êЭ (ðàзмеð обðàзцов
8×2×1,5 мм). Сóммàðíàÿ ïîãðåшíîñòь îïðåдåëå-
íèя элеêтðопðоводíостè состàвляет пðèмеðíо
2%, êîýффèцèåíòà Хîëëà — 6%, ïðè èзмåðåíèè
êîýффèцèåíòà òåðмî-ýдñ — íå ïðåâышàåò 6%.
Измеðеíèя оптèчесêого пðопусêàíèя пðово-
дèлèсь с помощью спеêтðометðà ИКС-21 в èí-
теðвàле зíàчеíèй длèíы волíы λ = 1—12 мêм
ñ óчåòîм òîãî, чòî êîýффèцèåíò îòðàжåíèÿ R
для твеðдых ðàствоðов íà осíове хàльêогеíèдов
ðтутè в èсследуемой облàстè спеêтðà состàвля-
åò ïðèмåðíî 0,3 [5].
Магнитные свойства кристаллов
(3HgTe)1–x(Al2Te3)x:<Mn>
Исследовàлèсь мàгíèтíые свойствà четыðех
обðàзцов êðèстàллов с ðàзлèчíым содеðжàíè-
ем Mn (см. таблицу). Óñòàíîâëåíî, чòî îдèí èз
íèх — обðàзец №1 в темпеðàтуðíом èíтеðвàле
Т = 230—300 Ê ïðîÿâëÿåò дèàмàãíèòíыå ñâîé-
ствà, остàльíые же облàдàют пàðàмàгíèтíымè
свойствàмè, è èх мàгíèтíàя воспðèèмчèвость
èмеет хàðàêтеðíый для пàðàмàгíетèêов вèд во
всем èсследовàííом дèàпàзоíе (рис. 1). Рîñò χ
ïðè óмåíьшåíèè Т îбóñëîâëåí óмåíьшåíèåм ðà-
зоðèеíтèðующего воздействèя тепловых êоле-
бàíèé àòîмîâ êðèñòàëëèчåñêîé ðåшåòêè íà мàã-
íèтíые момеíты àтомов Mn в мàгíèтíом поле.
Нà осíове èзмеðеííых зàвèсèмостей χ = f(T)
получеíы темпеðàтуðíые зàвèсèмостè обðàтíой
мàгíèтíой воспðèèмчèвостè 1/χMn àтомов мàг-
íèòíîé êîмïîíåíòы (Mn) (рис. 2):
1/χMn = 1/(χ–χ0), (1)
где χ0 — дèàмàгíèтíый вêлàд êðèстàллèчесêой
ðåшåòêè, ñîздàííыé àòîмàмè Hg, Te, Al, Mn
(бåз âêëàдà 3d-ýëåêòðîíîâ мàðãàíцà).
Из получеííых ðезультàтов следует, что
для всех èсследовàííых обðàзцов зàвèсèмостè
1/χMn = f(T) â èññëåдóåмîм èíòåðâàëå òåмïåðà-
туð опèсывàются зàêоíом Кюðè—Вейссà
χ=С/(Т–θ), (2)
где С — постояííàя Кюðè; θ — пàðàмàгíèтíàя
темпеðàтуðà Кюðè.
Нèзêотемпеðàтуðíые пðямолèíейíые учàст-
êè íà темпеðàтуðíых зàвèсèмостях 1/χMn
для èсследуемых обðàзцов опèсывàются зàêо-
íом Кюðè, à высоêотемпеðàтуðíые — зàêоíом
Магнитные и кинетические свойства образцов
кристаллов (3HgТe)0,5(Al2Тe3)0,5: <Mn>
№
обðàзцà
NMn,
см–3 θ, К μýф,
μБ
ТС, К
1 0,9⋅1020
0 5,12
155
–65 6,11
2 1,1⋅1020
0 5,11
125
–62 5,73
3 1,2⋅1020
0 4,78
110
–135 5,83
4 1,3⋅1020
0 5,43
160
–67 6,19
Рèс. 1. Темпеðàтуðíàя зàвèсèмость мàгíèтíой вос-
пðèèмчèвостè для четыðех èсследуемых обðàзцов
êðèñòàëëîâ (3HgÒe)0,5(Al2Тe3)0,5:<Mn>
χ⋅106, см3/г
0,6
0,4
0,2
0
100 150 200 250 Т, К
Обðàзец №4
№1
№2
¹3
–80 0 80 160 240 Т, К
Обðàзец №1
№2
№4
¹3
χ–1 ⋅10–6, г/см3
3
2
1
Mn
ТCθ
Рèс. 2. Темпеðàтуðíàя зàвèсèмость обðàтíой мàгíèтíой
воспðèèмчèвостè àтомов мàðгàíцà для четыðех èсследу-
åмыõ îбðàзцîâ êðèñòàëëîâ (3HgÒe)0,5(Al2Тe3)0,5:<Mn>
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2014, ¹ 2–3
56
МАТЕРИАЛЫ ЭЛЕКТРОНИКИ
Кюðè—Вейcсà с отðèцàтельíымè пàðàмàгíèт-
íымè темпеðàтуðàмè Кюðè. Отðèцàтельíость
зíàчеíèй θ уêàзывàет íà то, что в èсследуемых
êðèстàллàх между àтомàмè Mn пðè его êоíцеí-
тðàцèè оêоло 1020 см–3 возíèêàет обмеííое взà-
èмîдåéñòâèå àíòèфåððîмàãíèòíîãî õàðàêòåðà.
В соответствèè с [6], весьмà веðоятíо, что в
êðèñòàëëàõ (3HgTe)1–x(Al2Te3)x:<Mn> èмеются
êëàñòåðы òèïà Mn—Te—Mn—Te. Пî õàðàêòå-
ðó îбмåííîãî âзàèмîдåéñòâèÿ îíè ïîдîбíы фàзå
MnTe, ïîñêîëьêó îбðàзóюòñÿ â ðåзóëьòàòå èзî-
вàлеíтíого зàмещеíèя в êðèстàллàх àтомов ðту-
тè àтомàмè Mn. Между àтомàмè Mn чеðез àто-
мы хàльêогеíà осуществляется êосвеííое обмеí-
íîå âзàèмîдåéñòâèå «àíòèфåððîмàãíèòíîãî» õà-
ðàêтеðà. Измеíеíèе íàêлоíà лèíейíых учàстêов
(èзëîмы) ãðàфèêîâ зàâèñèмîñòè 1/χMn = f (T)
пðè Т = ТС обусловлеíо пеðеходом êлàстеðов в
ïàðàмàãíèòíîå ñîñòîÿíèå ïðè ïîâышåíèè òåм-
ïåðàòóðы. Чåм бîëьшå ðàзмåð êëàñòåðîâ, òåм
бîëьшå зíàчåíèå ТС.
Эêстðàполяцèя до пеðесечеíèя с осью темпе-
ðàтуðы пðямолèíейíых учàстêов зàвèсèмостè
1/χMn = f(T) дëÿ îбðàзцà дàåò зíàчåíèå θ, êо-
тоðое позволяет получèть зíàчеíèе êоíцеíтðà-
цèè мàðгàíцà в íем.
Óâåëèчåíèå ýффåêòèâíîãî мàãíèòíîãî мîмåí-
тà àтомов Mn μýф ïðè ïîâышåíèè òåмïåðàòóðы
(устàíовлеíо с помощью зàêоíà Кюðè—Вейссà
пðè èзмеíеíèè íàêлоíà лèíейíых учàстêов пðè
Т = ТС íà зàвèсèмостях 1/χMn = f (T)) ïîдòâåðж-
дàет то, что пðè Т = ТС êлàстеðы пеðеходят èз
«àíòèфåððîмàãíèòíîãî» â ïàðàмàãíèòíîå ñîñòî-
яíèе. Зíàчеíèя μýф è θ пðèведеíы в тàблèце, где
êàждàя веðхíяя стðоêà соответствует более íèз-
êотемпеðàтуðíому пðямолèíейíому учàстêу зà-
вèсèмостè 1/χMn = f (T) íà ðèñ. 2 (êîëèчåñòâî
зíàчеíèй μýф è θ ðàвíо чèслу пðямолèíейíых
óчàñòêîâ ðàзíîãî íàêëîíà).
Кинетические свойства кристаллов
Ї(3HgTe)1–x(Al2Te3)x: <Mn>
Зàêоíомеðíостè èзмеíеíèя êèíетèчесêèх êо-
ýффèцèåíòîâ èññëåдóåмыõ îбðàзцîâ ïðè èзмåíå-
íèè темпеðàтуðы позволяют пðедположèть, что
íà явлеíèя пеðеíосà в этèх êðèстàллàх, êàê è в
êðèстàллàх дðугèх твеðдых ðàствоðов íà осíо-
ве теллуðèдà ðтутè, в осíовíом влèяют вàêàí-
ñèè â ïîдðåшåòêå Hg (àêцåïòîðы), мåждîóзåëь-
íыå àòîмы Hg è âàêàíñèè â ïîдðåшåòêå Òå (дî-
íîðы) [7].
Хàðàêтеð темпеðàтуðíой зàвèсèмостè элеê-
тðопðоводíостè èсследуемых обðàзцов тàêой
же, êàê è у полупðоводíèêов, т. е. с ðостом Т
ðàстет è σσ(рис. 3, а), чòî îбóñëîâëåíî óâåëè-
чеíèем êоíцеíтðàцèè íосèтелей зàðядà пðè ðо-
сте темпеðàтуðы.
Хàðàêòåð òåмïåðàòóðíыõ зàâèñèмîñòåé êîýф-
фèцèåíòà Хîëëà RH (ðèñ. 3, б) ñâèдåòåëьñòâó-
ет о том, что в èсследуемом èíтеðвàле темпеðà-
туð в мàтеðèàле обðàзцов пðèсутствуют è пðè-
íèмàют учàстèе в явлеíèях пеðеíосà êàê дыð-
êè, тàê è элеêтðоíы, т. е. пðоводèмость èмеет
ñмåшàííыé õàðàêòåð.
Сòðåмëåíèå êîýффèцèåíòà Хîëëà ê èíâåð-
сèè зíàêà пðè íèзêèх темпеðàтуðàх (Т < 77 Ê)
свèдетельствует о том, что в èсследуемых об-
ðàзцàх пðè íèзêèх темпеðàтуðàх пðеоблàдà-
ет р-òèï ïðîâîдèмîñòè. Пðè ïîâышåíèè òåм-
ïåðàòóðы âышå 77 Ê зíàчåíèÿ RH сохðàíяют
свой отðèцàтельíый зíàê, что объясíяется уве-
лèчеíèем êоíцеíтðàцèè элеêтðоíов в обðàзцàх
р-тèпà. Посêольêу подвèжíость элеêтðоíов го-
ðàздî бîëьшå, чåм ïîдâèжíîñòь дыðîê, ýòî ïî-
зâîëÿåò ïðè мåíьшåé èõ êîíцåíòðàцèè ïîëóчàòь
отðèцàтельíые зíàчеíèя RH.
В êðèñòàëëàõ (3HgTe)1–x(Al2Te3)x:<Mn>
ïîдâèжíîñòь ýëåêòðîíîâ óмåíьшàåòñÿ ïðè óâå-
лèчеíèè темпеðàтуðы, что уêàзывàет íà пðеоб-
лàдàíèе ðàссеяíèя íосèтелей зàðядà íà тепловых
êîëåбàíèÿõ êðèñòàëëèчåñêîé ðåшåòêè.
Êîýффèцèåíò òåðмî-ýдñ α всех обðàзцов èме-
ет отðèцàтельíые зíàчеíèя, êотоðые возðàстà-
юò ïî àбñîëюòíîé âåëèчèíå ïðè ïîâышåíèè òåм-
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0 100 200 300 Т, К
¹3
Обðàзец №1
№4
№2
Рèñ. 3. Òåмïåðàòóðíàÿ зàâèñèмîñòь óдåëьíîé ýëåê-
тðопðоводíостè (а) è êîýффèцèåíòà Хîëëà (б)
для четыðех èсследуемых обðàзцов êðèстàллов
(3HgÒe)0,5(Al2Тe3)0,5:<Mn>
600
400
200
80
40
0 100 200 Т, К
¹3
№4
№2
Обðàзец №1
σ,
О
м
–1
⋅см
–1
à)
б)
–
R
Н
,
см
3 /
К
л
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2014, ¹ 2–3
57
МАТЕРИАЛЫ ЭЛЕКТРОНИКИ
пеðàтуðы (рис. 4). Эòî ñâÿзàíî ñ ðîñòîм êîí-
цеíтðàцèè элеêтðоíов пðè ðосте темпеðàтуðы è
óâåëèчåíèåм èõ âêëàдà â âåëèчèíó êîýффèцè-
еíтà теðмо-эдс.
Оптические свойства кристаллов
(3HgТe)1–x(Al2Тe3)x:<Mn>
Исследовàлè двà обðàзцà êðèстàллов
(3HgÒe)0,5(Al2Тe3)0,5:<Mn>, èмеющèх ðàзíую
êоíцеíтðàцèю элеêтðоíов. Для опðеделеíèя
êîýффèцèåíòà ïîãëîщåíèÿ αоп èспользовàлся
метод, осíовàííый íà íезàвèсèмом èзмеðеíèè
êîýффèцèåíòîâ îòðàжåíèÿ R è пðопусêàíèя t.
Спеêтðàльíые зàвèсèмостè αоп = f(hν) дëÿ
èсследуемых êðèстàллов, получеííые пðè èс-
ïîëьзîâàíèè фîðмóëы [8]
( – ) ( – ) ,ln
d t
R
t
R R1
2
1
4
1
îï 2
2
2 4
α = + +< F
(3)
былè пеðесчèтàíы в зàвèсèмостè α2
оп
= f(hν)
ïðè òåмïåðàòóðå 300 Ê. Нàëèчèå íà ãðàфè-
êàх этой зàвèсèмостè пðямолèíейíого учàстêà
(рис. 5) óêàзыâàåò íà òî, чòî â èññëåдóåмыõ
êðèстàллàх пðè Т=300 Ê èмåюò мåñòî ïðÿмыå
ðàзðåшåííыå мåжзîííыå îïòèчåñêèå ïåðåõîды.
Эêстðàполяцèей лèíейíых учàстêов зàвè-
сèмостè α2
оп=f(hν) ê α2
оп=0 (ðèñ. 5) îïðåдå-
лèлè велèчèíу оптèчесêой зàпðещеííой зоíы
Еg
оп пðè Т = 300 Ê: Еg
оп ≈ 0,6 эВ для обðàзцà с
Nn ≈ 1•1017 см–3 è Еg
оп ≈ 0,58 эВ для обðàзцà
Nn ≈ 6•1017 см–3.
Зонные параметры кристаллов
(3HgТe)1–x(Al2Тe3)x:<Mn>
Хîðîшèм ïðèбëèжåíèåм дëÿ êîëèчåñòâåííî-
го опèсàíèя получеííых íàмè ðезультàтов явля-
ется зàêоí дèспеðсèè, получеííый Кейíом для
InSb [9—11]:
– – ,( )E k
m
k E
E
k P
2 2 1 1 3
8g
g0
2 2
2
2 2'= +) 3
(4)
êотоðый является чàстíым случàем íеêвàдðà-
тèчíого зàêоíà дèспеðсèè
,
( )
( )
m k k k
E k1 1
* 2' 2
2=
ξ
(5)
Пðоведеííые èсследовàíèя êèíетèчесêèх êо-
ýффèцèåíòîâ è ðàñчåòы ïîзâîëÿюò îïðåдåëèòь
зоííые пàðàметðы обðàзцов пðè Т = 300 Ê.
Зíàчåíèÿ ýффåêòèâíîé мàññы ýëåêòðîíîâ íà
óðîâíå Фåðмè дëÿ îбëàñòè òåмïåðàòóð 130—300 Ê
ðàссчèтывàлè с учетом выðождеíèя элеêтðоí-
íîãî ãàзà â èññëåдóåмыõ êðèñòàëëàõ, ñфåðèчå-
сêой сèмметðèè повеðхíостè постояííой эíеð-
гèè íосèтелей зàðядà, íепàðàболèчесêого зàêо-
íà дèспеðсèè. Пðè этом тàêже èспользовàлè зíà-
чеíèя σ, RН, êîýффèцèåíòà òåðмî-ýдñ â íóëåâîм
мàгíèтíом поле α(0) è èзмåíåíèå êîýффèцèåí-
тà теðмо-эдс под действèем мàгíèтíого поля (íà-
пðяжеííостью Н = 5 êЭ) ∆α = α(Н) – α(0) [9]
(получеííые èз усðедíеííых эêспеðèмеíтàль-
íых зàвèсèмостей σ=f(T), RH=f(T), α(0)=f(T),
∆α=f(T)). Рàñчåò ïðîâîдèëè ïî фîðмóëå [9—11]
.
( )
( )( )m
T k
n e
1
0 3 /
r Á
2 2
2 2 3 2'
γ π
α π=
+
)
ξ
(6)
Получеííые отсюдà зíàчеíèя mζ* õîðîшî ñî-
ãëàñóюòñÿ ñ ðàññчèòàííымè ïî фîðмóëå [9—11]
,m
k T
e
eR
3 1
Á
/
*
2
2 2 3'
π
α=
3
3ξ c m
(7)
êотоðàя спðàведлèвà è в случàе íеупðугого ðàс-
сеяíèя элеêтðоíов [12]. (Здесь R∞, α∞ — êîýф-
фèцèåíòы R è α, èзмеðеííые в сèльíом мàг-
íèòíîм ïîëå).
Рèс. 5. Спеêтðàльíàя зàвèсèмость α2
оп=f(hν) ïðè Т = 300 Ê
дëÿ îбðàзцîâ êðèñòàëëîâ (3HgÒe)0,5(Al2Тe3)0,5:<Mn>
с ðàзлèчíой êоíцеíтðàцèей элеêтðоíов:
1 — Nn ≈ 1•1017 см–3; 2 — Nn ≈ 6•1017 см–3
α2
оп⋅10–6, см–2
2
1
0
0,4 0,6 0,8
hν, эВ
1 2
постояííàя Дèðàêà;
волíовой веêтоð;
мàссà свободíого элеêтðоíà;
мàтðèчíый элемеíт межзоííого взàèмо-
действèя;
ýффåêòèâíàÿ мàññà ýëåêòðîíà íà óðîâíå
Феðмè.
где ' —
k —
m0 —
Р —
mζ* —
Рèñ. 4. Òåмïåðàòóðíàÿ зàâèñèмîñòь êîýффèцèåíòà
теðмо-эдс от темпеðàтуðы для четыðех èсследуемых
îбðàзцîâ êðèñòàëëîâ (3HgÒe)0,5(Al2Тe3)0,5:<Mn>
0
–100
–200
–300
–400
α, мêВ/К
100 200 Т, К
¹3
№4
№2
Обðàзец №1
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2014, ¹ 2–3
58
МАТЕРИАЛЫ ЭЛЕКТРОНИКИ
Зàâèñèмîñòь ýффåêòèâíîé мàññы ýëåêòðî-
íов íà уðовíе Феðмè от èх êоíцеíтðàцèè былà
получеíà путем ее опðеделеíèя в обðàзцàх
(3HgTe)1–x(Al2Te3)x:<Mn> одèíàêового состàвà
х с одèíàêовым содеðжàíèем мàðгàíцà, íо с ðàз-
íой êоíцеíтðàцèей элеêтðоíов Nn. Получеííàя
тàêèм обðàзом зàвèсèмость (для Т = 300 Ê) èмå-
ет лèíейíый хàðàêтеð (рис. 6), чòî ñîîòâåòñòâó-
ет Кейíовсêому зàêоíу дèспеðсèè.
Эêстðàполяцèей этой зàвèсèмостè ê Nn=0
ïîëóчàåм ýффåêòèâíóю мàññó ýëåêòðîíà íà дíå
зоíы пðоводèмостè, êотоðàя пðè èспользовàíèè
фîðмóëы [10]
–
,
,
m m
m m
P
E
P
N
1
32 5 10
8 27 10
–
–
*
*
g
n
0
0
2
32
4
2
30
2
2 3
$
$
= +
+
ξ
ξf p
(8)
позволяет опðеделèть |Еg| (пðè Nn= 0, mζ* = m0*).
Зíàчеíèе Р2 íàходèм по тàíгеíсу углà íàêлоíà
ãðàфèêà ýòîé зàâèñèмîñòè.
Нà осíове êèíетèчесêèх èсследовàíèй с по-
мîщью âышåïðèâåдåííîé мåòîдèêè ïîëóчåíы
ñëåдóющèå зíàчåíèÿ зîííыõ ïàðàмåòðîâ: шèðè-
íà зàпðещеííой зоíы (эíеðгетèчесêое ðàсстоя-
íèе между уðовíямè Г6 è Г8) Еg ≈ 0,4 эВ, мà-
тðèчíый элемеíт межзоííого взàèмодействèя
Р = 8,4∙10-8 ýВ∙ñм, ýффåêòèâíàÿ мàññà ýëåêòðîíà
íà дíе зоíы пðоводèмостè m0* /m0 = 0,03.
Тàêèм обðàзом, зоííые пàðàметðы обðàзцà с
NМn=1,1•1020 cм–3, Nn=1•1017 cм–3 следующèе:
Еg ≈ 0,4 эВ; Еg
оп ≈ 0,6 эВ è эíеðгèя уðовíя
Феðмè ЕF = ζ ≈ 0,13 ýВ, îцåíêà êîòîðîãî ïðî-
âåдåíà ïî фîðмóëå [9—11]
– .E
E
m
m
2 1
*
*
F
g
0
ξ= = ξf p
(9)
Зоííые пàðàметðы обðàзцà с NМn=1,3•1020 cм–3,
Nn=6∙1017 см–3 тàêèе: Еg ≈ 0,4 эВ; Еg
оп ≈ 0,58 è
эíеðгèя уðовíя Феðмè ЕF = ζ ≈ 0,21 эВ. Схемà
его зоííой стðуêтуðы, постðоеííàя íà èх осíо-
ве, èзобðàжеíà íà рис. 7 для Т = 300 Ê. Здåñь
âèдíî, чòî зîííыå ïàðàмåòðы õîðîшî ñîãëàñóюò-
ся между собой. Следует отметèть, что посêоль-
êу для этого обðàзцà выðождеíèе элеêтðоííого
гàзà сèльíее, то è его зоííые пàðàметðы былè
опðеделеíы более точíо.
Гетероструктуры
n-ТіО2/(3HgTe)1–x (Al2Te3)x:<Mn>
и n-TiN/(3HgTe)1–x (Al2Te3)x:<Mn>
Äëÿ фîðмèðîâàíèÿ ãåòåðîïåðåõîдîâ ïëåíêè
TiO2 è TiN íàíîñèëè íà ñâåжåñêîëîòыå ïîдëîж-
êè мîíîêðèñòàëëîâ (3HgTe)1–x(Al2Te3)x:<Mn>
(тèпоðàзмеð 7×7×1,5 мм) â óíèâåðñàëьíîé âà-
êóóмíîé óñòàíîâêå Laybold-Heraeus L560 ñ ïî-
мощью ðеàêтèвíого мàгíетðоííого ðàспылеíèя
мèшåíè èз чèñòîãî òèòàíà â àòмîñфåðå ñмåñè àð-
ãîíà è êèñëîðîдà дëÿ ïëåíîê TiO2 è â àòмîñфå-
ðå ñмåñè àðãîíà è àзîòà дëÿ ïëåíîê TiN ïðè ïî-
стояííом íàпðяжеíèè.
Омèчåñêèå êîíòàêòы ê ãåòåðîñòðóêòóðàм фîð-
мèðовàлè методом теðмèчесêого осàждеíèя èí-
дèÿ ïðè òåмïåðàòóðå ïîдëîжêè 150°С.
Измеðеíèе вольт-àмпеðíых хàðàêтеðèстèê ге-
теðопеðеходов n-ТіО2/(3HgTe)1–x(Al2Te3)x:<Mn>
è n-TiN/(3HgTe)1–x(Al2Te3)x:<Mn> пðè êом-
íàтíой темпеðàтуðе поêàзàло, что èсследуемые
гетеðопеðеходы íе облàдàют выпðямèтельíымè
свойствàмè. Это может быть обусловлеíо высо-
êой êоíцеíтðàцèей элеêтðоíов в бàзовой облà-
стè гетеðопеðеходà. Известíо, что облàсть пðо-
стðàíствеííого зàðядà è ее толщèíà обðàтíо
пðопоðцèоíàльíы êоíцеíтðàцèè íосèтелей зà-
ðядà. Посêольêу èх êоíцеíтðàцèя высоêà, об-
лàсть пðостðàíствеííого зàðядà узêàя è, соот-
ветствеííо, элеêтðоíы могут свободíо туííелè-
ðовàть чеðез íее.
Рèñ. 6. Êîíцåíòðàцèîííàÿ зàâèñèмîñòь ýффåêòèâ-
íой мàссы элеêтðоíов íà уðовíе Феðмè êðèстàллов
(3HgÒe)0,5(Al2Тe3)0,5:<Mn> пðè Т = 300 Ê
– /
/
m m
m m
1 0
0
)
)
ζ
ζe o
0,003
0,002
0,001
0
2
0,2 0,4 0,6 0,8
Nn
2/3⋅10–12, см–2
Рèс. 7. Схемà зоííой стðуêтуðы è эíеðгетèчесêèе
ïàðàмåòðы êðèñòàëëà (3HgÒe)0,5(Al2Тe3)0,5:<Mn>
(NМn=1,3•1020 cм–3, Nn=6,2•1017 cм–3) ïðè Т=300 Ê
(EC — зоíà пðоводèмостè; EV1 — зоíà легêèх дыðоê;
EV2 — зîíà òÿжåëыõ дыðîê)
E
Г6
EС
EF = 0,21 эВ
Eg = 0,4 эВ
Ev2Г8
Ev1
Eg = 0,58 эВоп
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2014, ¹ 2–3
59
МАТЕРИАЛЫ ЭЛЕКТРОНИКИ
Выводы
Пðоведеííые èсследовàíèя мàгíèтíых, êè-
íетèчесêèх è оптèчесêèх свойств обðàзцов êðè-
ñòàëëîâ (3HgÒe)0,5(Al2Тe3)0,5:<Mn> поêàзàлè
следующее.
1. Особеííостè мàгíèтíых свойств êðèстàл-
лов обусловлеíы íàлèчèем в íèх êлàстеðов тèпà
Mn—Тe—Mn—Тe, в êотоðых между àтомàмè
Mn чеðез àтомы теллуðà осуществляется êос-
âåííîå îбмåííîå âзàèмîдåéñòâèå àíòèфåððîмàã-
íèтíого хàðàêтеðà.
2. Темпеðàтуðíàя зàвèсèмость элеêтðопðо-
водíостè обðàзцов èмеет полупðоводíèêовый
õàðàêòåð, à òåмïåðàòóðíàÿ зàâèñèмîñòь êîýф-
фèцèåíòà Хîëëà óêàзыâàåò íà ñмåшàííыé òèï
пðоводèмостè êðèстàллов. Теðмо-эдс в êðèстàл-
лàх (α<0) óâåëèчèâàåòñÿ ïî àбñîëюòíîé âåëè-
чèíе с ðостом темпеðàтуðы.
3. Оïòèчåñêèå èññëåдîâàíèÿ ïîêàзàëè íàëè-
чèе в обðàзцàх пðямых межзоííых оптèчесêèх
пеðеходов, à велèчèíà оптèчесêой зàпðещеííой
зîíы ïðè 300 Ê ñîñòàâëÿåò ïðèмåðíî 0,6 ýВ.
4. Изготовлеííые àвтоðàмè гетеðопеðе-
ходы n-ТіО2/(3HgTe)1–x(Al2Te3)x:<Mn> è
n-TiN/(3HgTe)1–x(Al2Te3)x:<Mn> íе облàдàют
выпðямèтельíымè свойствàмè.
Тàêèм обðàзом, можíо сделàть вывод, что êðè-
ñòàëëы òâåðдыõ ðàñòâîðîâ (3HgTe)1–x(Al2Te3)x,
легèðовàííых мàðгàíцем, отíосятся ê полумàг-
íèтíым полупðоводíèêàм è могут быть èсполь-
зовàíы для создàíèя пðèбоðов спèíтðоíèêè.
ИСПОЛЬЗОВАННЫЕ ИСТОЧНИКИ
1. Furdyna J.K., Diluted Magnetic Semiconductors //
J. Appl. Phys.— N 64 (4).— 1988.— P. 29—64.
2. Мàð'яíчуê П.Д., Козяðсьêèй Д.П., Мàйстðуê Е.В.,
Дèмêо Л.М., Козяðсьêèй І.П. Фізèчíі явèщà в êðèстàлàх
(3HgTe)1–x(Al2Te3)x, (3HgSe)1–x(Al2Se3)x, (3HgS)1–x(Al2S3)x,
ëåãîâàíèõ мàðãàíцåм // Нîâі òåõíîëîãії.— Ò. 19, ¹ 1.—
2008.— С. 45—51
3. Мàðьÿíчóê П.Ä., Мàéñòðóê Э.В. Гèãàíòñêîå мàãíè-
òîñîïðîòèâëåíèå â êðèñòàëàõ Hg1–x–yMnxFeyTe // Изâ.
Вóзîâ. Фèзèêà.— 2007.— Ò. 50, ¹ 10.— С. 29—34.
4. Твеðдые ðàствоðы в полупðоводíèêовых сèстемàх:
Сïðàâîчíèê.— Мîñêâà: Нàóêà, 1978.
5. Koziarskyi I.P., Marianchuk P.D. and Maistruk E.V.
Optical properties of (3HgSe)0.5(In2Se3)0.5 crystals doped
with Mn or Fe // Ukr. J. Phys. Opt.— 2011.— Vol. 12,
N 3.— Р. 137—142.
6. Мàðьяíчуê П.Д., Мàйстðуê Э.В. Влèяíèе теðмообðà-
ботêè в пàðàх сеðы è ðтутè íà мàгíèтíую воспðèèмчèвость
êðèñòàëëîâ Hg1–xMnxTe1-ySy // Неоðгàíèчесêèе мàтеðèà-
ëы.— 2008.— Ò. 44, ¹ 5. — С. 549—554. DOI: 10.1134/
S0020168508050087
7. Ковàлюê Т.Т., Мàйстðуê Э. В., Мàðьяíчуê П. Д.
Мàгíèтíые, êèíетèчесêèе è оптèчесêèе свойствà êðè-
ñòàëëîâ Hg1–õ–óMnхDyуTe // Неоðгàíèчесêèе мàтеðèà-
ëы.— 2013.— Ò. 49, ¹ 5.— С. 468—472. DOI: 10.1134/
S0020168513050051
8. Óхàíов Ю. И. Оптèчесêèе свойствà полупðоводíè-
êîâ.— Мîñêâà: Нàóêà, 1977.
9. Мàðьÿíчóê П.Ä., Гàâàëåшêî Н.П. Вëèÿíèå òåмïå-
ðàтуðы íà зоííую стðуêтуðу MnxHg1–xSe // Изв. вузов.
Фèзèêà.— 1991.— Ò. 34, ¹ 4.— С. 40—44. DOI: 10.1007/
BF00898093
10. Цèдèльêовсêèй И.М. Элеêтðоíы è дыðêè в полу-
ïðîâîдíèêàõ.— Мîñêâà: Нàóêà, 1972.
11. Асêеðов Б.М. Элеêтðоííые явлеíèя пеðеíосà в по-
ëóïðîâîдíèêàõ.— Мîñêâà: Нàóêà, 1985.
12. Dietl T. Jędrzejczak A. Temperature dependence of
the band structure parameters in HgSe from thermomagnetic
measurements // Phys. Stat. Sol. (b).— 1975.— Vol. 71.—
K39-K44.
Дата поступления рукописи
в редакцию 20.03 2014 г.
П. Д. МАР'ЯНЧУК, Л. М. ДИМКО, Т. Р. РОМАНИШИН,
Т. Т. КОВАЛЮК, В. В. БРУС, М. М. СОЛОВАН, А. І. МОСТОВИЙ
Óêðàїíà, Чеðíівецьêèй íàціоíàльíèй уíівеðсèтет імеíі Юðія Федьêовèчà
E-mail: p.maryanchuk@chnu.edu.ua
ФІЗИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ І ЗОННА СТРÓКТÓРА
КРИСТАЛІВ (3HgTe)1–x(Al2Te3)x, ЛЕГОВАНИХ МАРГАНЦЕМ
В результаті досліджень магнітних, кінетичних і оптичних властивостей кристалів (3HgTe)1–x(Al2Te3)x:<Mn>
(x=0,5) встановлено, що в них мають місце прямі міжзонні оптичні переходи. Температурна залежність
електропровідності зразків має напівпровідниковий характер, а температурна залежність коефіцієнта
Холла свідчить про змішаний тип провідності. Особливості магнітних властивостей обумовлені
наявністю в кристалах кластерів типу Mn—Тe—Mn—Тe, в яких між атомами Mn через атоми халь-
когена здійснюється опосередкована обмінна взаємодія антиферомагнітного характеру. Визначено зонні
параметри і побудовано схему зонної структури для кристалів з концентрацією атомів марганцю при-
близно 1020 см–3.
Ключові слова: кристал, магнітна сприйнятливість, кластер, електропровідність.
Òåõíîëîãèÿ è êîíñòðóèðîâàíèå â ýëåêòðîííîé àïïàðàòóðå, 2014, ¹ 2–3
60
МАТЕРИАЛЫ ЭЛЕКТРОНИКИ
P. D. MARYANCHUK, L. N. DYMKO,
T. R. ROMANISHYN, T. T. KOVALYUK,
V. V. BRUS, M. N. SOLOVAN, A. I. MOSTOVOY
Ukraine, Yuriy Fedkovych Chernivtsi National University
E-mail: p.maryanchuk@chnu.edu.ua
PHYSICAL PROPERTIES AND BAND STRUCTURE
OF CRYSTALS (3HgTe)1–x(Al2Te3)x, DOPED WITH MANGANESE
This paper presents the results of the analysis of magnetic, optical, kinetic properties and band parameters
of (3HgTe)1–x(Al2Te3)x crystals doped by manganese. The behavior of the magnetic susceptibility of the
(3HgTe)1–x(Al2Te3)x:<Mn> crystals can be explained by the presence of Mn—Тe—Mn—Тe clusters or, more
precisely, by their transition from a magnetically ordered to a paramagnetic state at Curie temperature ТС.
The temperature dependences of electrical conductivity are typical for semiconductor materials. This is due to
the increase in carrier concentration with the increase of temperature. The temperature dependence of the Hall
coefficient indicates that electrons and holes participate in the transport phenomena in the studied samples (the
conductivity is mixed). In (3HgTe)1–x(Al2Te3)x:<Mn> crystals, the electron mobility decreases with increasing
temperature, indicating the predominance of the scattering of the charge carriers on thermal vibrations of
the crystal lattice. Thermoelectric power for the samples under investigation possesses negative values and
increases in absolute value with the rise of temperature. The optical band gap of the samples was defined from
the optical studies. We have measured current-voltage characteristics of n-ТіО2/(3HgTe)1–x(Al2Te3)x:<Mn>
and n-TiN/(3HgTe)1–x(Al2Te3)x:<Mn> heterojunctions at room temperature.
The band gap, the matrix element of the interband interaction and the electron effective mass at the bottom
of the conduction band were determined from the concentration dependence of the electrons effective mass at
the Fermi level.
Keywords: crystal, magnetic susceptibility, cluster, electric conductivity.
REFERENCES
1. Furdyna J.K. Diluted magnetic semiconductors. J. Appl.
Phys., no 64(4), 1988, pp. 29-64.
2. Marianchuk P.D. Koziarskyi D.P., Maistruk E.V.,
Dymko L.M., Koziarskyi I.P. [Physical phenomena in crystals
(3HgTe)1–x(Al2Te3)x, (3HgSe)1–x(Al2Se3)x, (3HgS)1–x(Al2S3)x,
doped by manganese]. Novi tekhnologiyi, vol. 19, no 1, 2008,
pp. 45-51. (in Ukrainian)
3. Maryanchuk P.D., Maistruk E. V. Giant magneto-
resistance in Hg1–x–yMnxFeyTe crystals. Russian Physics
Journal, 2007, vol. 50, no 10, pp. 985-992. DOI: 10.1007/
s11182-007-0143-z
4. Tverdye rastvory v poluprovodnikovykh sistemakh:
Spravochnik [Solid solutions in semiconductor systems.
Handbook]. Moskow, Nauka, 1978, 188 p. (in Russian)
5. Koziarskyi I.P., Marianchuk P.D., Maistruk E.V.
Optical properties of (3HgSe)0.5(In2Se3)0.5 crystals doped
with Mn or Fe. Ukr. J. Phys. Opt., 2011, no 3, vol. 12,
pp. 137-142.
6. Maryanchuk P.D., Maistruk E.V. Effect of heat
treatment in sulfur and mercury vapors on the magnetic
susceptibility of Hg1–xMnxTe1–ySy. Inorganic Materials, 2008,
no 44(5), pp. 475-480. DOI: 10.1134/S0020168508050087
7. Kovalyuk T.T., Maistruk E.V., Maryanchuk P.D.
Magnetic, optical, and kinetic properties of Hg1–x–yMnxDyyTe
crystals. Inorganic Materials, 2013, vol. 49, no 5, pp.445-449.
DOI: 10.1134/S0020168513050051
8. Uhanov Yu.I. [Optical properties of semiconductors],
Moscow, Nauka, 1977, 368 p. (in Russian)
9. Maryanchuk P. D., Gavaleshko N.P. Effect of
temperature on the band structure of MnxHg1–xSe. Soviet
Physics Journal, 1991, vol. 34, no 4, pp. 312-315. DOI:
10.1007/BF00898093].
10. Tsydylkovskiy I.M. Elektrony i dyrki v poluprovod-
nikakh [Electrons and holes in semiconductors]. Moscow,
Nauka, 1972, ðð. 472. (in Russian)
11. Askerov B.M. Elektronnye yavleniya perenosa
v poluprovodnikakh [Electron transport phenomena in
semiconductors]. Moscow, Nauka, 1985, ðð. 320. (in Russian)
12. Dietl T., Jędrzejczak A. Temperature dependence of
the band structure parameters in HgSe from thermomagnetic
measurements. Phys. Stat. Sol. (b), 1975, vol. 71, K39-K44.
DOI: 10.15222/TKEA2014.2-3.54
UDC 621.315.592
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-70557 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 2225-5818 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T18:32:18Z |
| publishDate | 2014 |
| publisher | Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Марьянчук, П.Д. Дымко, Л.Н. Романишин, Т.Р. Ковалюк, Т.Т. Брус, В.В. Солован, М.Н. Мостовой, А.И. 2014-11-08T10:36:07Z 2014-11-08T10:36:07Z 2014 Физические свойства и зонная структура кристаллов (3HgTe)₁₋x(Al₂Te₃)x, легированных марганцем / П.Д. Марьянчук, Л.Н. Дымко, Т.Р. Романишин, Т.Т. Ковалюк, В.В. Брус, М.Н. Солован, А.И. Мостовой // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2014. — № 2-3. — С. 54-60. — Бібліогр.: 12 назв. — рос. 2225-5818 DOI: 10.15222/TKEA2014.2-3.54 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70557 621.315.592 В результате исследования магнитных, кинетических и оптических свойств кристаллов (3HgTe)₁₋x(Al₂Te₃)x: (x = 0,5) установлено, что в них имеют место прямые межзонные оптические переходы. Температурная зависимость электропроводности образцов имеет полупроводниковый характер, а температурная зависимость коэффициента Холла свидетельствует о смешанном типе проводимости. Особенности магнитных свойств обусловлены наличием в кристаллах кластеров типа Mn—Тe—Mn—Тe, в которых между атомами Mn через атомы халькогена осуществляется косвенное обменное взаимодействие антиферромагнитного характера. На основе проведенных исследований определены зонные параметры и построена схема зонной структуры кристаллов с концентрацией атомов марганца около 10²⁰ см⁻³. В результаті досліджень магнітних, кінетичних і оптичних властивостей кристалів (3HgTe)₁₋x(Al₂Te₃)x:<Mn> (x=0,5) встановлено, що в них мають місце прямі міжзонні оптичні переходи. Температурна залежність електропровідності зразків має напівпровідниковий характер, а температурна залежність коефіцієнта Холла свідчить про змішаний тип провідності. Особливості магнітних властивостей обумовлені наявністю в кристалах кластерів типу Mn—Тe—Mn—Тe, в яких між атомами Mn через атоми халькогена здійснюється опосередкована обмінна взаємодія антиферомагнітного характеру. Визначено зонні параметри і побудовано схему зонної структури для кристалів з концентрацією атомів марганцю приблизно 10²⁰ см⁻³. This paper presents the results of the analysis of magnetic, optical, kinetic properties and band parameters of (3HgTe)₁₋x(Al₂Te₃)x crystals doped by manganese. ru Інститут фізики напівпровідників імені В.Є. Лашкарьова НАН України Технология и конструирование в электронной аппаратуре Материалы электроники Физические свойства и зонная структура кристаллов (3HgTe)1-x(Al₂Te₃)x, легированных марганцем Фізичні властивості і зонна структура кристалів (3HgTe)₁₋x(Al₂Te₃)x, легованих марганцем Physical properties and band structure of crystals (3HgTe)₁₋x(Al₂Te₃)x, doped with manganese Article published earlier |
| spellingShingle | Физические свойства и зонная структура кристаллов (3HgTe)1-x(Al₂Te₃)x, легированных марганцем Марьянчук, П.Д. Дымко, Л.Н. Романишин, Т.Р. Ковалюк, Т.Т. Брус, В.В. Солован, М.Н. Мостовой, А.И. Материалы электроники |
| title | Физические свойства и зонная структура кристаллов (3HgTe)1-x(Al₂Te₃)x, легированных марганцем |
| title_alt | Фізичні властивості і зонна структура кристалів (3HgTe)₁₋x(Al₂Te₃)x, легованих марганцем Physical properties and band structure of crystals (3HgTe)₁₋x(Al₂Te₃)x, doped with manganese |
| title_full | Физические свойства и зонная структура кристаллов (3HgTe)1-x(Al₂Te₃)x, легированных марганцем |
| title_fullStr | Физические свойства и зонная структура кристаллов (3HgTe)1-x(Al₂Te₃)x, легированных марганцем |
| title_full_unstemmed | Физические свойства и зонная структура кристаллов (3HgTe)1-x(Al₂Te₃)x, легированных марганцем |
| title_short | Физические свойства и зонная структура кристаллов (3HgTe)1-x(Al₂Te₃)x, легированных марганцем |
| title_sort | физические свойства и зонная структура кристаллов (3hgte)1-x(al₂te₃)x, легированных марганцем |
| topic | Материалы электроники |
| topic_facet | Материалы электроники |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70557 |
| work_keys_str_mv | AT marʹânčukpd fizičeskiesvoistvaizonnaâstrukturakristallov3hgte1xal2te3xlegirovannyhmargancem AT dymkoln fizičeskiesvoistvaizonnaâstrukturakristallov3hgte1xal2te3xlegirovannyhmargancem AT romanišintr fizičeskiesvoistvaizonnaâstrukturakristallov3hgte1xal2te3xlegirovannyhmargancem AT kovalûktt fizičeskiesvoistvaizonnaâstrukturakristallov3hgte1xal2te3xlegirovannyhmargancem AT brusvv fizičeskiesvoistvaizonnaâstrukturakristallov3hgte1xal2te3xlegirovannyhmargancem AT solovanmn fizičeskiesvoistvaizonnaâstrukturakristallov3hgte1xal2te3xlegirovannyhmargancem AT mostovoiai fizičeskiesvoistvaizonnaâstrukturakristallov3hgte1xal2te3xlegirovannyhmargancem AT marʹânčukpd fízičnívlastivostíízonnastrukturakristalív3hgte1xal2te3xlegovanihmargancem AT dymkoln fízičnívlastivostíízonnastrukturakristalív3hgte1xal2te3xlegovanihmargancem AT romanišintr fízičnívlastivostíízonnastrukturakristalív3hgte1xal2te3xlegovanihmargancem AT kovalûktt fízičnívlastivostíízonnastrukturakristalív3hgte1xal2te3xlegovanihmargancem AT brusvv fízičnívlastivostíízonnastrukturakristalív3hgte1xal2te3xlegovanihmargancem AT solovanmn fízičnívlastivostíízonnastrukturakristalív3hgte1xal2te3xlegovanihmargancem AT mostovoiai fízičnívlastivostíízonnastrukturakristalív3hgte1xal2te3xlegovanihmargancem AT marʹânčukpd physicalpropertiesandbandstructureofcrystals3hgte1xal2te3xdopedwithmanganese AT dymkoln physicalpropertiesandbandstructureofcrystals3hgte1xal2te3xdopedwithmanganese AT romanišintr physicalpropertiesandbandstructureofcrystals3hgte1xal2te3xdopedwithmanganese AT kovalûktt physicalpropertiesandbandstructureofcrystals3hgte1xal2te3xdopedwithmanganese AT brusvv physicalpropertiesandbandstructureofcrystals3hgte1xal2te3xdopedwithmanganese AT solovanmn physicalpropertiesandbandstructureofcrystals3hgte1xal2te3xdopedwithmanganese AT mostovoiai physicalpropertiesandbandstructureofcrystals3hgte1xal2te3xdopedwithmanganese |