Гальваномагнитные свойства тонких пленок висмута, легированного теллуром

Abstract

Установлено, что, используя метод термического испарения в вакууме кристаллов висмута, легированного теллуром, на подложки из слюды, можно не только реализовать донорное действие теллура в тонкопленочном состоянии, но и осуществить более глубокое легирование висмута, чем в объемном кристалле. Показано, что подвижность носителей заряда (электронов) в пленках уменьшается по сравнению с объемным кристаллом, что естественно связать как с ростом концентрации электронов, так и с увеличением вклада поверхностного рассеяния в тонкопленочном состоянии. На основе анализа магнитополевых зависимостей коэффициента Холла и магнетосопротивления установлено, что для пленок Bi, легированного Te, и для кристаллов Bi с содержанием 0,5 ат.% Te в интервале значений магнитной индукции 0,1—1,0 Тл магнитное поле можно считать слабым. Полученные результаты могут быть использованы при изготовлении низкоразмерных структур на основе висмута с контролируемой концентрацией электронов.

Встановлено, що, використовуючи методу термічного випаровування у вакуумі кристалів бисмуту, леґованих телюром, на підложжя з лосняку, можна не тільки реалізувати донорну дію телюру в тонкоплівковому стані, але й здійснити глибше леґування бисмуту, аніж в об’ємному кристалі. Показано, що рухливість носіїв заряду (електронів) у плівках зменшується в порівнянні з об’ємним кристалом, що пов’язане як із зростанням концентрації електронів, так і зі збільшенням внеску поверхневого розсіяння у тонкоплівковому стані. На основі аналізи магнетопольових залежностей Голлового коефіцієнта і магнетоопору встановлено, що для плівок Bi, який леґований Te, і для кристалів Bi із вмістом 0,5 ат.% Te у інтервалі значень магнетної індукції 0,1—1,0 Тл магнетне поле можна вважати слабким. Одержані результати можуть бути використані при виготовленні низькорозмірних структур на основі бисмуту з контрольованою концентрацією електронів.

As revealed, using method of thermal evaporation in vacuum for deposition of Bi crystals doped with Te on mica substrates, one can provide donor action of Te in thin-film state and reach deeper alloying of Bi than that in bulk crystal. As shown, the mobility of charge carriers (electrons) in thin films is lower than that for bulk crystals. It may be conditioned by both the growth of electrons’ concentration and the increase of input of surface scattering in the thin-film state. Magnetofield dependences of Hall coefficient and magnetoresistance are analyzed, and conclusion is made that magnetic field in region of 0.1—1.0 T can be considered as weak for thin films of Bi doped with Te and for Bi crystals with 0.5 at.% Te content. These results can be used for fabrication of bismuth-based low-dimensional structures with controlled concentration of electrons.