Состав, структура и особенности свойств кристаллов PbSb2Te4, выращенных методом Чохральского
DOI:
https://doi.org/10.33910/2687-153X-2025-6-3-144-149Ключевые слова:
полупроводник, кристалл PbSb2Te4, термоэлектричество, топологический изолятор, тетрадимиты, легирование, кинетические коэффициенты, нанокомпозиты, рентгеноструктурный анализ, температурные зависимости коэффициента Холла, структура валентной зоныАннотация
В данной работе приведены и проанализированы результаты рентгеноструктурных и физических исследований кристаллов PbSb2Te4, выращенных методом Чохральского. На качественном и количественном уровне обсуждаются особенности фазового состава и кристаллической структуры слитков, в том числе легированных донорной примесью меди. Образцы представляют собой периодическую структуру, являются многофазными, доминирующие фазы PbSb2Te4 и Sb2Te3. Наличие собственных точечных электрически активных дефектов обуславливает высокую концентрацию дырок p ≈ 3.2 ´ 1020 см-3. Температурные зависимости кинетических коэффициентов свидетельствуют в пользу сложного строения валентной зоны. Атомы примеси при легировании занимают вакансии в металлической подрешетке и образуют химические соединения с атомами Sb и Te.
Библиографические ссылки
Aguilera, I., Friedrich, C., Bihlmayer, G. et al. (2013) GW study of topological insulators Bi2Se3, Bi2Te3, and Sb2Te3: Beyond the perturbative one-shot approach. Physical Review B, 88 (4), article 045206. https://doi.org/10.1103/PHYSREVB.88.045206 (In English)
Askerov, B. M. (1994) Electron Transport Phenomena in Semiconductors. Singapore: World Scientific Publ., 394 p. (In English)
Chen, Y. L., Analytis, J. G., Chu, J.-H. et al. (2009) Experimental realization of a three-dimensional topological insulator Bi2Te3. Science, 325, 178–181. https://doi.org/10.1126/science.1173034 (In English)
Hattori, Y., Sagisaka, K., Yoshizawa, S. et al. (2023) Topological surface states hybridized with bulk states of Bi-doped PbSb2Te4 revealed in quasiparticle interference. Physical Review B, 108 (12), article 121408. https://doi.org/10.1103/physrevb.108.l121408 (In English)
Jayan, K. D., Rakesh, P. (2022) First principles roadmap to topological insulators for quantum computing applications. Recent Trends in Chemical and Material Sciences, 8, 136–148. https://doi.org/10.9734/bpi/rtcamsv8/2319B (In English)
Kaidanov, V. I., Erasova, N. A., Zhitinskaya, M. K. (1972) Kineticheskie yavleniya v poluprovodnikakh [Kinetic phenomena in semiconductors]. Leningrad: Kalinin Leningrad Polytechnic Institute Publ., 79 p. (In Russian)
Lu, P., Wang, X., Lu, M. (2012) Largely enhanced thermoelectric properties of the binary-phased PbTe–Sb2Te3 nanocomposites. Journal of Materials Research, 27, 734–739. https://doi.org/10.1557/jmr.2011.44110 (In English)
Menshchikova, T. V., Eremeev, S. V., Chulkov, E. V. (2013) Electronic structure of SnSb2Te4 and PbSb2Te4 topological insulators. Applied Surface Science, 267, 1–3. https://doi.org/10.1016/J.APSUSC.2012.04.048 (In English)
Shelimova, L. E., Karpinski, O. G., Konstantinov, P. P. et al. (2008) Anizotropnye termoelektricheskie materialy dlya termogeneratorov na osnove sloistykh tetrademitopodobnykh khal’kogenidov [Anisotropic thermoelectric materials for thermogenerators based on layered tetradimite-like chalcogenides]. Perspektivnye materialy, 2, 28–38. (In Russian)
Shelimova, L. E., Karpinskii, O. G., Svechnikova, T. E. et al. (2004) Synthesis and structure of layered compounds in the PbTe-Bi2Te3 and PbTe-Sb2Te3 systems. Inorganic Materials, 40 (5), 1264–1270. https://doi.org/10.1007/s10789-005-0069-1 (In English)
Wang, K. L., Lang, M., Kou, X. (2016) Spintronics of Topological Insulators. In: Y. Xu, D. Awschalom, J. Nitta (eds.). Handbook of Spintronics. Dordrecht: Springer Publ., pp. 431–462. https://doi.org/10.1007/978-94-007-6892-5_56 (In English)
Загрузки
Опубликован
Выпуск
Раздел
Лицензия
Copyright (c) 2025 Немов Сергей Александрович, Андреева Валентина Дмитриевна, Алябьев Алексей Юрьевич
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
Авторы предоставляют материалы на условиях публичной оферты и лицензии CC BY 4.0. Эта лицензия позволяет неограниченному кругу лиц копировать и распространять материал на любом носителе и в любом формате в любых целях, делать ремиксы, видоизменять, и создавать новое, опираясь на этот материал в любых целях, включая коммерческие.
Данная лицензия сохраняет за автором права на статью, но разрешает другим свободно распространять, использовать и адаптировать работу при обязательном условии указания авторства. Пользователи должны предоставить корректную ссылку на оригинальную публикацию в нашем журнале, указать имена авторов и отметить факт внесения изменений (если таковые были).
Авторские права сохраняются за авторами. Лицензия CC BY 4.0 не передает права третьим лицам, а лишь предоставляет пользователям заранее данное разрешение на использование при соблюдении условия атрибуции. Любое использование будет происходить на условиях этой лицензии. Право на номер журнала как составное произведение принадлежит издателю.
