Положения экстремумов зонного спектра носителей заряда в тонких пленках висмута
DOI:
https://doi.org/10.33910/2687-153X-2022-3-4-154-158Ключевые слова:
тонкие пленки, висмут, явления переноса, концентрация носителей заряда, зонная структураАннотация
Во многих работах наблюдается рост концентрации носителей заряда в тонких пленках висмута при уменьшении их толщины при низких температурах, получаемый на основе данных об удельном сопротивлении, магнетосопротивлении, коэффициенте Холла и термоЭДС, измеренных в данных пленках. Расчет чаще всего ведется в рамках двузонного приближения в предположении квадратичности закона дисперсии электронов и дырок. Используя данные приближения на основании значений концентрации носителей заряда, можно оценить изменение положения энергетических экстремумов относительно химпотенциала в данных пленках. Данная работа посвящена проведению указанных расчетов и анализу движения экстремумов зонного спектра носителей заряда в пленках висмута при изменении их толщины.
Библиографические ссылки
Abdelbarey, D., Koch, J., Mamiyev, Z. et al. (2020) Thickness-dependent electronic transport through epitaxial nontrivial Bi quantum films. Physical Review B, 102 (11), article 115409. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.102.115409 (In English)
Demidov, E. V. (2022) On the problem of calculating the concentration and mobility of charge carriers in thin bismuth films and a bismuth-antimony solid solution. Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques, 16 (5), 712–719. (In English)
Demidov, E., Gerega, V., Grabov, V. et al. (2020) Topological insulator’s state in bismuth thin films. AIP Conference Proceedings, 2308, article 050007. https://doi.org/10.1063/5.0034335. (In English)
Demidov, E. V., Grabov, V. M., Komarov, V. A. et al. (2018) Topological insulator state in thin bismuth films subjected to plane tensile strain. Physics of the Solid State, 60 (3), 457–460. https://doi.org/10.1134/S106378341803006X (In English)
Demidov, E. V., Grabov, V. M., Komarov, V. A. et al. (2022) Rost kontsentratsii nositelej zaryada v tonkikh plenkakh vismuta [An increase in the concentration of charge carriers in thin films of bismuth]. Fizika i tekhnika poluprovodnikov — Physics and Technology of Semiconductors, 56 (2), 149–155. https://doi.org/10.21883/FTP.2022.02.51952.19 (In Russian)
Grabov, V. M. (1998) Energeticheskij spektr i mekhanizmy relaksatsii nositelej zaryada v legirovannykh kristallakh vismuta, sur’my i splavov vismut-sur’ma [Energy spectrum and relaxation mechanisms of charge carriers in doped crystals of bismuth, antimony and bismuth-antimony alloys]. PhD dissertation (Physics). Saint Petersburg, Herzen State Pedagogical University of Russia, 603 p. (In Russian)
Grabov, V. M., Komarov, V. A., Demidov, E. V., Klimantov, M. M. (2010) Yavleniya perenosa v monokristallicheskikh plenkakh vismuta [Transport phenomena in monocrystalline bismuth films]. Izvestia Rossijskogo gosudarstvennogo pedagogicheskogo universiteta im. A. I. Gertsena — Izvestia: Herzen University Journal of Humanities & Sciences, 122, 22–31. (In Russian)
Grabov, V. M., Komarov, V. A., Demidov, E. V. et al. (2017) The galvanomagnetic properties of bismuth films with thicknesses of 15–150 nm on mica substrates. Universitetskij nauchnyj zhurnal — Humanities and Science University Journal, 27, 56–68. (In English)
Hirahara, T., Shirai, T., Hajiri, T. et al. (2015) Role of quantum and surface-state effects in the bulk fermi-level position of ultrathin bi films. Physical Review Letters, 115 (10), article 106803. https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.115.106803 (In English)
Hofmann, P. (2006) The surfaces of bismuth: Structural and electronic properties. Progress in Surface Science, 81 (5), 191–245. https://doi.org/10.1016/j.progsurf.2006.03.001 (In English)
Hsieh, D., Qian, D., Wray, L. et al. (2008) A topological Dirac insulator in a quantum spin Hall phase. Nature, 452 (7190), 970–974. https://doi.org/10.1038/nature06843 (In English)
Lenoir, B., Cassart, M., Michenaud, J.-P. et al. (1996) Transport properties of Bi-RICH Bi-Sb alloys. Journal of Physics and Chemistry of Solids, 57 (1), 89–99. https://doi.org/10.1016/0022-3697(95)00148-4 (In English)
Lv, H. Y., Liu, H. J., Pan, L. et al. (2010) Structural, electronic, and thermoelectric properties of BiSb nanotubes. Journal of Physical Chemistry, 114 (49), 21234–21239. https://doi.org/10.1021/jp108231j (In English)
Singh, S., Valencia-Jaime, I., Pavlic, O., Romero, A. H. (2018) Effect of spin-orbit coupling on the elastic, mechanical, and thermodynamic properties of Bi-Sb binaries. Physical Review B, 97, article 054108. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.97.054108 (In English)
Suslov, A. V., Grabov, V. M., Komarov, V. A. et al. (2018) The band-structure parameters of Bi1 – xSbx (0 ≤ x ≤ 0.15) Thin films on substrates with different thermal-expansion coefficients. Semiconductors, 53 (5), 611–614. https://doi.org/10.1134/S1063782619050269 (In English)
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2022 Евгений Владимирович Демидов
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution-NonCommercial» («Атрибуция — Некоммерческое использование») 4.0 Всемирная.
Автор предоставляет материалы на условиях публичной оферты и лицензии CC BY-NC 4.0. Эта лицензия позволяет неограниченному кругу лиц копировать и распространять материал на любом носителе и в любом формате, но с обязательным указанием авторства и только в некоммерческих целях. После публикации все статьи находятся в открытом доступе.
Авторы сохраняют авторские права на статью и могут использовать материалы опубликованной статьи при подготовке других публикаций, а также пользоваться печатными или электронными копиями статьи в научных, образовательных и иных целях. Право на номер журнала как составное произведение принадлежит издателю.
