Resonant impurity level of Ni in the valence band of Pb1–xSnxTe alloys

Анотація

Вивчено фазовий та елементний склади, а також гальва-номагнітні властивості (4,2 K ≤ T ≤ 300 K, B ≤0,07 Tл) зразків з монокристалічного злитка Pb_1–x–ySn_xNi_yTe (x = 0,08, y = 0,01),який синтезовано методом Бриджмена–Стокбаргера. Виявлено мікроскопічні вкраплення, які збагачені нікелем. Показано, що в основній фазі концентрація олова експоненціально зростає вздовж злитка (x = 0,06–0,165), тоді як концентрація домішок нікелю не перевищує 0,4 моль %. Виявлено значне збільшення концентрації дірок уздовж злитка та аномальне збільшення коефіцієнта Холла із підвищенням температури; обидва зумовлені закріпленням рівня Фермі резонансним рівнем нікелю, який розташований у валентній зоні. Залежності концентрації дірок та енергії Фермі при Т= 4,2 К від концентрації олова в сплавах розраховуються за двосмуговим законом дисперсії Кейна. Запропоновано якісну модель перебудовиелектронної структури. Модель враховує переміщення рівня нікелю в глибину валентної зони зі збільшенням концентрації олова та перерозподілом електронів між валентною зоною та рівнем. Оцінено енергетичне положення рівня нікелю та швидкість його руху відносно вершини валентної зони зі збільшенням вмісту олова в сплавах Pb_1–xSn_xTe.