Электронная структура сплавов на основе теллурида свинца, легированных ванадием

Abstract

Исследованы кристаллическая структура, состав, гальваномагнитные свойства в слабых магнитных полях (4,2 К ≤ T ≤ 300 К, B ≤ 0,07 Тл) и эффект Шубникова–де Гааза (T = 4,2 К, B ≤ 7 Тл) в сплавах Pb₁–x–ySnxVyTe (x = 0, 0,05–0,18), синтезированных методом Бриджмена, при вариации концентрации примеси ванадия. Показано, что увеличение содержания ванадия приводит к появлению областей с повышенным содержанием ванадия и микроскопических включений соединений, близких по составу к V₃Te₄. В Pb₁–yVyTe обнаружены стабилизация уровня Ферми глубоким уровнем ванадия, переход диэлектрик–металл и увеличение концентрации свободных электронов с ростом содержания ванадия. Сопоставляется кинетика изменения концентрации свободных носителей заряда при увеличении концентрации примеси ванадия в Pb₁–yVyTe и сплавах Pb₁–x–ySnxVyTe (x = 0,05–0,18). Обсуждаются возможные модели перестройки электронной структуры сплавов Pb₁–x–ySnxVyTe при легировании.

Досліджено кристалічну структуру, склад, гальваномагнітні властивості в слабких магнітних полях (4,2 К ≤ T ≤ 300 К, B ≤ 0,07 Тл) та ефект Шубнікова–де Гааза (T = 4,2 К, B ≤ 7 Тл) в сплавах Pb₁–x–ySnxVyTe (x = 0, 0,05–0,18), які синтезовано методом Бриджмена, при варіації концентрації домішки ванадію. Показано, що збільшення вмісту ванадію призводить до появи областей з підвищеним вмістом ванадію і мікроскопічних включень з'єднань, які близькі за складом до V₃Te₄. В Pb₁–yVyTe виявлено стабілізацію рівня Фермі глибоким рівнем ванадію, перехід діелектрик–метал та збільшення концентрації вільних електронів із зростанням вмісту ванадію. Зіставляється кінетика зміни концентрації вільних носіїв заряду при збільшенні концентрації домішки ванадію в Pb₁–yVyTe та сплавах Pb₁–x–ySnxVyTe (x = 0,05–0,18). Обговорюються можливі моделі перебудови електронної структури сплавів Pb₁–x–ySnxVyTe при легуванні.

The crystal structure, composition, galvanomagnetic properties in weak magnetic fields (4.2 K ≤ T ≤ 300 K, B ≤ 0.07 T) and the Shubnikov–de Haas effect (T = = 4.2 K, B ≤ 7 T) are studied for Pb₁–x–ySnxVyTe (x = 0, 0.05-0.18) alloys, synthesized by the Bridgman technique, of vanadium impurity concentration being varied. It is shown that an increase of vanadium impurity content brings into existence the regions enriched with vanadium and microscopic inclusions of compounds with a composition close to V₃Te₄. In Pb₁–yVyTe a pinning of the Fermi level by the vanadium deep level, an insulator–metal transition and an increase of free electron concentration with vanadium content are found out. The kinetics of changes in free charge carrier concentration with increasing vanadium impurity concentration in Pb₁–yVyTe and Pb₁–x–ySnxVyTe (x = 0.05–0.18) alloys is compared. Possible models of electronic structure rearrangement under vanadium doping for Pb₁–x–ySnxVyTe alloys are discussed.