Полупроводники

Электропроводность и электрическая поляризация в In$_2$O$_{3-\delta}$ : Sr при различном содержании кислорода

Ю. М. Николаенко^a, Ю. Е. Кузовлев^a, Ю. В. Медведев^a, Н. И. Мезин^a, А. Н. Бондарчук^b, А. Б. Глот<sup>b

a</sup> Донецкий физико-технический институт им. А. А. Галкина, г. Донецк
^b Universidad Tecnologica de la Mixteca, Huajuapan de Leon, Oaxaca, Mexico

Аннотация: Экспериментально изучены электрические характеристики окиси индия, допированной стронцием, при отклонении от стехиометрического состава по кислороду. Допирование сильно понижает проводимость In$_2$O$_3$ и делает ее очень чувствительной к содержанию кислорода. Малому кислородному дефициту образцов соответствует высокорезистивное состояние, которое формируется за счет снижения концентрации носителей заряда и прозрачности потенциальных барьеров на границах кристаллитов. Установлено, что кислородный дефицит в In$_2$O$_{3-\delta}$ : Sr восстанавливает высокую проводимость $n$-типа, что согласуется с представлениями о вакансиях кислорода как о мелких донорах. При достаточном кислородном дефиците потенциальные барьеры не проявляются, но по мере роста содержания кислорода возникает потенциальный рельеф, приводящий к набору необычных эффектов. Это специфическая нелинейность и гистерезис вольт-амперной характеристики, обусловленные туннельно-прозрачными потенциальными барьерами, увеличение диэлектрической проницаемости на частоте 10$^5$ Hz при $T$ = 77 K до величины 13.3, а также температурные аномалии измеряемых параметров, связанные с топологическим фазовым переходом к пространственно неоднородной проводимости образцов. При малых отклонениях от стехиометрического состава по кислороду обнаружена чувствительность к давлению и составу газовой среды не только активной, но и емкостной составляющей проводимости In$_2$O$_{3-\delta}$ : Sr.

Поступила в редакцию: 22.11.2010
Принята в печать: 28.04.2011

 Англоязычная версия: Physics of the Solid State, 2011, 53:11, 2220–2226

Реферативные базы данных:

•