Гальваномагнитные характеристики твердых растворов PbTe(Cr) при изменении температуры и под давлением

Л. М. Каширская, Л. И. Рябова, О. И. Тананаева, Н. А. Широкова


Аннотация: Исследованы температурные зависимости концентрации носителей заряда, подвижности и удельного сопротивления в монокристаллических образцах PbTe(Cr) с разным содержанием хрома $0.2 \lesssim C_{\text{Cr}}\lesssim 0.4$ ат %. Обнаружено, что в образцах со стабилизированным положением уровня Ферми (УФ) ($E_{F}-E_{c}\simeq 100$ мэВ при $T=4.2$ K) концентрация электронов $n$ убывает с повышением температуры, что отвечает смещению УФ вниз по шкале энергий, а температурная зависимость подвижности описывается соотношением $\mu\sim T^{-1}$. Изучение гальваномагнитных и осцилляционных эффектов в этих образцах под действием гидростатического сжатия показало, что концентрация электронов возрастает с $n\simeq 1.2\cdot 10^{19}$ см$^{-3}$ ($P=1$ бар) до $n\simeq 2.2\cdot 10^{19}$ см$^{-3}$ ($P=26$ кбар).
Построены диаграммы относительного смещения краев зоны проводимости, валентной зоны и УФ в PbTe(Cr) под действием давления и при изменении температуры. Показано, что УФ практически не меняет своего положения относительно середины запрещенной зоны. Аналогичные диаграммы были получены ранее для PbTe(In), Pb$_{1-x}$Sn$_{x}$Te(In). Подобный характер перестройки энергетического спектра в PbTe(Cr) и PbTe(In) позволяет предположить, что примесный уровень, стабилизирующий положение УФ, формируется не изолированными атомами In или Cr, а некоторыми комплексами типа примесный атом + дефект кристаллической решетки.