Главная  Пленочные термоэлементы 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [ 58 ] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76]

Akj,- Отметим, что удовлетворительное согласие между Rp*/Rq и Gp*/Gq наблюдается как при 300, так и при 140 К.

По относительной величине максимума Rp*/Rq 1,8 и для диапазона возможных значений отношения подвижностей в подзонах & 7 20 рассчитано отношение А = щ1ппо, что позволяет из До и 00 (см. разд. 1.1) оценить концентрации в подзонах при величине Холл-фактора 0,4, определенном в разд. 3.3. Выбор диапазона b ограничен снизу, поскольку Дтах/До 1,8 достигается при bl [256].

Для давления Р*, сооветствующего максимуму Д и Ол = = От, выражение для а согласно (1.65) можно записать в следующем виде:

ар* = ал/2 + ат/2. (3.16)

В то же время согласно (1.159) при одинаковом механизме рассеяния для легких и тяжелых носителей ат - ал ASJqT (см. рис. 3.30). В связи с тем, что при увеличении давления растет ASc вклад ал в а уменьшается и при давлении Р* им можно пренебречь. Это позволяет оценить тт из ар* атР* и щр* = Ъ (пло + Що)/{Ь 4- 1) при параметре рассеяния г ~ 0. Предполагая слабой зависимость тт (Р), при известных значениях тт, oq, Дло из ао была выделейа парциальная ало, к из совокупностей ало и ло сделана оценка тал (Для легкой и тяжелой подзон). Это позволило из Пло и оценить первоначальный зазор между подзонами А&со из пр* и щр* - величину ASc при давлении Р*, а также рассчитать барическую зависимость dASJdP х {АШр* - А8со)/Р*- Ниже приведены значения параметров легкой и тяжелой подзон в пленках п - BiaTOg:

b [таг/т mdj,/m

7 1,4 0,03 8,0

10 1,8 0,04 , 5,5 20 2,7 0,06 4,0

Таким образом, получено среднее значение dAJdP (5--6). 106 эВ/бар.

Для расчета d&/dP в [253] использован метод, описанный в разд. 1.4, позволяющий по смене знака Q находить зависимость &g от термодинамического параметра, приводящего к появлению неосновных носителей (в данном случае давления). Расчет проведен с учетом трех видов носителей (тяжелые и легкие электроны и дырки) при г 0, Оказалось, что dSg/dP х -{i -т- 5) -10" эВ/бар.

Полученные значения d&g/dP и dA&JdP свидетельствуют о том, что в условиях сжатия скорости увеличения энергетического зазора между подзонами и уменьшения ширины эапре-щенной зоны приблизительно одинаковы. Следовательно, при сжатии подзона тяжелых электронов закреплена относительно



потолка валентной зоны, а подзона легких электронов опускается вниз.

Результаты исследований пленок р-типа, для которых ха-эактерно резкое уменьшение R и увеличение а с ростом давления 252, 254], согласуются с результатами исследований объемных монокристаллов р - BigTog при гидростатическом сжатии [257, 258],

Полученные результаты можно объяснить в рамках шести-эллипсоидной модели Драббла-Вольфа с анизотропным рассеянием. Резкий рост а и уменьшение R с увеличением Р за счет изменения Холл-фактора Ак в [257, 258] связывают с деформацией эллипсоидов (уменьшением эффективных масс) и изменением их ориентации при сжатии.

Кинетические эффекты в твердых растворах В12Тез-5с8е5с. Исследованию кинетических эффектов в твердых растворах BigTog-jcSec посвящена работа [253]. Были исследованы пленки с содержанием Se от ж = 0,12 до х = 1, напыленные на слюду [174].

Зависимости кинетических коэффициентов от температуры в интервале 100-500 К в пленках с разными х и близкими хол-ловскими концентрациями = I/iook ~ 2-10 см" представлены на рис. 3.34. Увеличение содержания Se в пленках приводит к ослаблению зависимости R (Г) в области Т < 300 К (где не наступает еще собственная проводимость), и уже для составов Bi2Te2,4Seo,6 и BigTogSe величина R практически не изменяется с температурой (см. рис. 3.34, а). При этом в пленках Bi2Te2,4Seo,6 постоянное значение R (Г) имело место во всех исследованных образцах в диапазоне концентраций от 7-10 до l-lOo см", а в пленках BigTegSe при концентрации Пх1-• 10® см" наблюдался незначительный рост \ R \ с увеличением температуры.

Вид температурных зависимостей коэффициента Холла позволяет в рамках модели отщепленныхкстремумов (см. рис. 3.30) предположить, что увеличение содержания Se в образцах приводит к уменьшению зазора между экстремумами зоны проводимости; для "состава Bi2Te2,4Seo,6 этот зазор близок к нулю. При дальнейшем увеличении содержания Se(Bi2Te2Se) происходит инверсия экстремумов. Расчет с, помощью метода четырех коэффициентов (см. разд. 1.4) показал, что с увеличением содержания Se величина ттк при 130 К растет от 0,7 для В12Тез до 1,2 для Bi2Te2,4Seo,6.

Для проверки выводов, сделанных из температурных зависимостей, были проведены исследования зависимостей Д, а, Q, а от давления в условиях одноосного сжатия, перпендикулярного плоскости подложки. Для всех составов (кроме Bi2Te2Se) характер зависимостей R (Р), а (Р), Q (Р), а (Р) мало отличается от барических зависимостей указанных коэффициентов в пленках п - В12Тез (см. разд. 3.3). При увеличении содержания Se в образцах максимум R \ (Р) сдвигается в сторону больших




Ш 2Ш jm T,V,

Рис. 3.34. Температурные зависимости коэффициентов Холла (а) и поперечного ЭНЭ (б) в пленках п - BigSeTeg. при а; = О (i), 0,12 (2), 0,3 (5), 0,45 (4), 0,6 (5) и 1 (б)

Л/т .-


Ш7 200 JO W 2/7

Рис. 3.35. Температурные -зависимости коэффициентов ~ Холла (а), удельной электропроводности (б), поперечно-го ЭНЭ W, термо-ЭДС (г) и " эффективной массы плотности состояний {д) в пленках

/7 ? 77 7777; 27777 J7777 Ш

р - Bio,5Sbi,5Te3 длярх== = 5-1018 (i), 7-1018 {2) 1,2--1019 (5) 2,5-1019 (4), 3,5--1019 (5), 5,6.1019 () и7-1019


i г/

/гй 27777 J7777

давлений, что подтверждает предположение об увеличении заполнения подзоны тяжелых электронов с ростом Se в системе BiTeg-cSe.

Увеличение содержания Se, помимо указанных особенностей, приводит к увеличению а , более пологому ходу а (Г) и умень-нхеншю по абсолютной величине отрицательных значений Q вплоть



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [30] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [ 58 ] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76]

0.0008