Энергетическая щель и эффективная масса в твердых растворах Fe$_{x}$Hg$_{1-x}$Se

С. Ю. Паранчич, Л. Д. Паранчич, В. Н. Макогоненко, С. В. Лотоцкая


Аннотация: Исследованы спектры отражения и спектры поглощения HgSe : Fe и твердых растворов Fe$_{x}$Hg$_{1-x}$Se ($0.01\leqslant x \leqslant 0.2$) при температурах 100, 200 и 300 K. Для интерпретации результатов эксперимента предложены схема зонной структуры Fe$_{x}$Hg$_{1-x}$Se и возможные типы оптических переходов. Из спектральных зависимостей коэффициента поглощения для различных составов Fe$_{x}$Hg$_{1-x}$Se следует, что состав $x=0.15{-}0.16$ является критическим, т. е. при этом составе происходит стык зон $\Gamma_{6}$ и $\Gamma_{8}$.
Концентрация железа, введенного в матрицу селенида ртути, менее $5\cdot 10^{18}$ см$^{-3}$ не оказывает влияния на зонную структуру, а энергетическое положение резонансного уровня, обусловленного Fe$^{2+}$ в зоне проводимости, составляет 230$-$235 мэВ.
Из спектров отражения определены значения эффективных масс твердых растворов Fe$_{x}$Hg$_{1-x}$Se для составов $x=0.1$.