Структурный фазовый переход в сплавах Pb$_{1-x}$Sn$_{x}$Se под давлением

Н. Б. Брандт, Я. Г. Пономарев, Е. П. Скипетров, В. Титель, В. И. Штанов


Аннотация: Приведены результаты измерения температурных зависимостей удельного сопротивления $\rho(T)$ и коэффициента Холла $R_{X}(T)$ в диапазоне температур ${4.2\leqslant T\leqslant300}$ K у сплавов Pb$_{1-x}$Sn$_{x}$Se (${0.34\leqslant x\leqslant0.37}$); $p$-типа (${2.0\cdot10^{18}\leqslant P\leqslant 4.0\cdot10^{20}\,\text{см}^{-3}}$) под давлением ${p\leqslant16}$ кбар. У всех исследованных образцов при некотором критическом давлении $p_{\text{к}}$ обнаружено резкое увеличение удельного сопротивления $\rho$ и коэффициента Холла $R_{X}$, связанное со структурным фазовым переходом в системе Pb$_{1-x}$Sn$_{x}$Se. Величина $p_{\text{к}}$ зависит от состава $x$ и не зависит от концентрации носителей заряда в образцах. Температурные зависимости удельного сопротивления $\rho(T)$ в новой фазе имеют «полупроводниковый» характер с энергией активации ${\varepsilon_{i}\simeq50}$ мэВ у образцов с ${P< 10^{19}\,\text{см}^{-3}}$. При увеличении концентрации \glqq примесных» дырок энергия активации $\varepsilon_{i}$ плавно уменьшается. Указанные эффекты объясняются появлением акцепторного уровня над потолком валентной зоны у сплавов Pb$_{1-x}$Sn$_{x}$Se в орторомбической фазе при ${p>p_{\text{к}}}$ и уширением этого уровня в примесную зону при увеличении концентрации акцепторных дефектов.