Документ взят из кэша поисковой машины. Адрес оригинального документа : http://www.issp.ac.ru/lek/zverev/Fizika2007.pdf Дата изменения: Mon Nov 2 14:43:32 2015 Дата индексирования: Sun Apr 10 03:01:35 2016 Кодировка: Windows-1251

FZKA

2007

CILD XIII 4

A2 B3 . .. , .. , .. , .. , AZ-1143, . , 33, . , .. , .. , .. , 142432, . , . ., . .. - , 195251, . -, .
Bi2Te3, Bi2Se3 вя Sb2Te3 (H<80 kE, T=0,5ч4,2 K) монокристалларында лайлар бойунъа вя лайлара перпендикулйар истигамятдя хцсуси мцгавимятин температур асылылыьы (Т=0,5ч300), щямчинин галваномагнит еффектляри тядгиг едилмишдир. Эюстярилмишдир ки, Bi2Te3 бирляшмясиндя щалкоэен Te атомларынын Se иля, щямчинин Bi атомларынын Sb атомлары иля явязлянмяси заманы кечириъилийин анизотропийасы хцсуси мйгавимятин лайлара перпендикулйар истигамятдя артмасы щесабына хейли артыр. Бу заман йцйрцклцйцн температур асылылыьы азалыр ки, бу да сяпилмя мехинизминдя йцкдашыйыъыларын дефектлярдя сяпилмяси просесляринин ролунун артмасыны эюстярир. Йцкдашыйыъыларын консентрасийасы вя онларын йцйрцклцйц, еляъя дя еффектив кцтлялярин анизотропийасы вя еллипсоидлярин кристаллографик охлара нязярян орийентасийасы иля баьлы олан Щалл фактору, магнит сащясиня перпендикулйар олан мцстяви иля Ферми сятщинин екстремал кясийи вя Ферми енержисинин гиймятляри щесабланмышдыр. (T=0,5 ч 300) , Bi2Te3, Bi2Se3 Sb2Te3 (<80, T=0,5 ч 4,2). , Bi2Te3 Te Se, Bi Sb, , . , . , -, , , , . There have been investigated temperature dependence (T=0,5ч300K) of resistivity in the plane layers and in the direction perpendicular to the layers, also galvanomagnetic effects in Bi2Te3, Bi2Se3 вя Sb2Te3 monocrystals (H<80 kE, T=0,5ч4,2 K). It was shown that while substitution of Te atoms by Se, also Bi atoms by Sb atoms, anisotropy of conductivity increases, mainly at the expense of resistivity rise perpendicular to the layers.Thus temperature dependence of mobility falls off that indicates the rize of the role of carriers scattering processes on defects. There have been estimated values of charge carriers consentration and mobility also Hall-factor due to anisotropy of effective masses and ellipsoid orientation with respect to crystallographic axis, extreme sectional areas of Fermi surface by the plane perpendicular to magnetic field direction and Fermi energy.

V

VI

1. . Bi2Te3, Bi2Se3, Sb2Te3 , D
5 3d



RB(1)- B(1)
R

.

( R 3 m ).

R

A- B (1)

A- B ( 2)

- , . . , . (1) - - (2) - - (1). - ( (1) - (1)) --, - (2) - (1) . 16





V VI A2 B3



(0001) [1]. . [2-4].


.... Bi2Se3 Sb2Te3 5-300. , [5] Sb2Te3 pr / par ~2,5 , [6] ~ 10 ч 20 , Bi2Se3 [7] pr / par ~2,5 ч 8 . . Bi2Te3, Bi2Se3 Sb2Te3 (300-0,5) 8. 2. . Bi2Te3, Bi2Se3 Sb2Te3 [1]. 3 /. -3. , Bi2Te3, Bi2Se3 Sb2Te3 [1]. Bi2Te3 Sb2Te3, , Bi Sb Te . , Bi2Te3 Sb2Te3 p > 10 . n - Bi2Se3 , , Bi . -, , Bi Se , . , , . , , , , 0,2 - 0,8
18 -3

[8], . . 0,5 ч 300, 8 . . 20, 1 .

. 3.1. .

3.





.1 pa 5K < T < 300K ( 1 - Bi2Te3, 2 - Sb2Te3, 3 - Bi2Se3).



.2 , per 5K < T < 300K ( 1 - Bi2Te3, 2 - Sb2Te3, 3 - Bi2Se3). 1 2

~ 5 Ч 8 .
(


2









(



par ) -

pr )



17


.. , .. , .. , .. , .. , ...
(.1)



par pr

pr / par ~100 (.3).

(.2) Bi2Te3, Bi2Se3 Sb2Te3 . 1 2 "" : , - . , . , . 100 , 30 ч 50 K . , , , . . 1 2 , Bi2Te3 ( 1) T ~ 150 ч 300 K . , . , , , - , . . , . 1 2 Sb2Te3 ( 2) Bi2Se3 ( 3)

pr / par

,

2, - pr .

ч II (T ) ~ T ч (T ) ~ T
1,5

-1, 7

.3 5K < T < 300K ( 1 - Bi2Te3, 2 - Sb2Te3, 3 - Bi2Se3). , , InSe

,

-1,8

~T-

/ II ~ 10 2 - 10
2

3

[9],

NbSe2

ч II (T ) ~ T -1 , ч (T ) ~ T -0.9 , ч II (T ) ~ T -0, 4 ,
-0.5



- ч (T ) ~ T . Bi2Te3 , , , . , -, . -Bi2Te3 pr / par ~5, , Sb2Te3 pr / par ~35, Bi2Se3 18

[11]. , , . , , . . , . , .

/ II ~ 10 / II ~ 10 3 - 10 5

[10]

3.2. .

xx [12]:








xx ,


....
xx . [3] Bi2Te3 e- [1] ,
7



- f

ч

II



H


2

), ) ).

Bi2Te3 Sb2Te3
, Bi2Se3

(f (f

II
II

= 0,37



xx . , , .. 3 , [3]:



ч H 2700c / ч H 1500c 2 / ч H 1030c 2 /


= 0,6 ( f II = 0,65




2





0





xx ( B) 1 + ( R0 0 B) 2 / f = 0 1 + ( R0 0 B ) 2
0

II

(1)

-

B

= 0 , R0 =

123

B

0,

( ч H 1000c / ) , . ,

-, . (1)

f II -

ч II =



II

en

=

1 en

(3)
II

n II .1, (3)

B2 1 = ( / 0 ) 1 f - 1(R0 II

0

)

+
2

1 1 f - 1 II

B

2

(2)

ч
,
,

II

Bi2Te3

. , .

ч II 5000c / ч II 1500c 2 / ч II 1700c 2 /
2

Sb2Te3 Bi2Se3

.4 ( H 0 ч 80 ) =0,5 ( 1 - Bi2Te3, 2 - Sb2Te3, 3 - Bi2Se3).
4 Bi2Te3 ( 1), Sb2Te3 ( 2) Bi2Se3 ( 3). ,

3.3. . (.4) , ( - ). , , , - , . 5 ( 1 - Bi2Te3, 2 - Sb2Te3). , .

C

3











B ( /

2

0

)

(B )
2

,



(2) f II , , ч H = R0 0 . 4 ,

, , . P n . , [13]:

0,58 8T ), Sb2Te3 2 ( 1,8 76T ), Bi2Se3 ( 1,9 178T ). ,
, Bi2Te3 (
2

2

1 2e P = H hcS F

(4)

S F - 19


.. , .. , .. , .. , .. , ...
(k ) = ч F , . e , , ,

r





ij -
,

ij = m0 / mij

k1
2

-

,

r (k )

k

:

3 - C 3 . [14]:
(5)

C1 ,

k

k =
eh 1 P = H m0 cч


(r)

h2 ij ki k j 2m0 i, j

[(
F

22

33 -

2 23

)Cos

2

+ 11 33 Cos 2 + 11 22 Cos 2 + 2 11 23 CosCos

]

1/ 2

(6)

, 3 (.. Bi2Te3 0 ), = = 90 , (6) ,

C

Bi2Te3 11 = 2,80 , 22 = 20,8 , 33 = 4,65 13 = -1,05 [17] n Bi2Te3 n 6,6 10 cm . , Sb2Te3 11 = 2,91 , 22 = 17,75 ,
18

=0



-3

eh 1 P = 11 22 H m0 cч F

(7)

33 = 13,75



13 = +13,75
-3

[18], ,
3

[15,16]: 2/3 h2 2 n 3 чF = (8) * K 2m n - , K - ,

n Sb2Te

n 1,9 10 cm .
19

m* =

m0 3 - 2 11 22 33 23

(9)

,

2e 11 22 1 P = H ch 3 2 n / K 2 / 3 3 - 2 11 22 33 23

(

)

(

)

(10) Bi2Te3 Sb2Te3 (. 5). Bi2Se3 . -, - , >> 1 .

.5 =0,5, ( 1 - Bi2Te3, 2 - Sb2Te3).


F Bi2Te :

ч

3

[19,20]

c

( 1 - P(1/H ) = 3,4 *10 ) , Sb2Te3 ( 2 -6 -1

5, Bi2Te

3

P(1/H ) = 1,9 * 10 -6 -1 ). ,

(10) , Sb2Te3 , Bi2Te3. , (10)

mc / m0 чF = (11) 5/ 2 a (b + mc / m0 ) -5 / 2 a = 2,97 Ч 10 -3 (meV ) b = mc (0) / m0 = 0,08 , mc = mc ( ч F ) - mc (0) .

2/5

[

]

[19,20]

20


....


* mc / m0 ( S F )

.

F , , (4). Bi2Te3 S F 26 10 cm :
12

S

-2

,

[19,20].

* mc / m0 ( S = 26 1012 ) = 0,13

, (11), Bi2Te3 ч F 25,8meV . Sb2Te3

46,5 1012 cm -2 . , (7), ч F 44 meV .
(4) S
F

4. . Bi2Te3, Bi2Se3 Sb2Te3 , . , , . , Bi2Te3 Sb2Te3,

, , - e-. , . , . [21] , p - Bi2Te3 , ,
* p





m 2,4m0 , ~ 20meV . , -, Sb2Te3. .

_______________________________________ [1]. . . , . . , . . . Bi2Te3. ., . (1972). [2]. .. , .. , .. , , 34 (4), 389 (2000). [3]. . , .. , .. , . , .. , .. . , 41 (5), 565 (2007). [4]. .. , .. , .. , .. . , 41 (7), 808 (2007). [5]. W. Eichler and G. Simon. Phys. Stat. Sol. (b), 86, K85 (1978). [6]. .. , .. , .. , .. . , 7 (8), 2437 (1965). H. Kohler. Phys. Stat. Sol. (b), 62, 57 (1974). [7]. [8]. P. Schnabel. Zeits. Angew. Phys., 22 (2) , 136 (1967). [9]. .. , .. , .. , .. . , 47 (10), 498, (1988). [10]. J. Edwards and R.F. Frindt. J. Phys. Chem. Solids, 32 (9), 2217 (1971). [11]. C. Uher and L.M. Sander. Phys.Rev. B. 27, (1983) 1326. [12]. .. . . ., . (1970). [13]. .. , .. , .. . , 10 (10), 3087 (1968). [14]. V.A. Kulbachinskii, Z.D. Kovalyuk, M.N. Pyrlya. Phys. Stat. sol. (b), 169, 157 (1992). [15]. .. , .. . , 29 (6), 730 (1955). [16]. R.T. Delves, A.E. Bowley, D.W. Haselden, H.J. Goldsmid. Proc. Phys. Soc., 78, 838, (1961). [17]. L. R. Testardi, P. I. Stiles, E. Burshtein. Solid State Commun. 1, 28, (1963). [18]. A. von Middendorff, K. Dietrich and G. Landwehr. Solid State Commun., 13 , 443 (1973). [19]. V.A. Kulbachinskii, M. Inoue, M. Sasaki, H. Negishi, W.X. Gao, K. Takase, Y. Giman, P. Lostak, J. Horak. Phys. Rev. B, 50 (23), 16921 (1994). [20]. H. Kohler. Phys. Stat. sol. (b), 74, 591 (1976). [21]. K. Shogenji, T. Sato. J. Phys. Soc. Japan, 17 , 727 (1962).

Daxil olunub: 01.07.2007

21