Investigation of Electronic Conductivity in PbI2:Hf Single Crystals

Т.В. Фурс; О.І. Гулай; В.Я. Шемет

doi:10.15330/pcss.20.4.396-400

Автор(и)

Т.В. Фурс Луцький національний технічний університет
О.І. Гулай Луцький національний технічний унів
В.Я. Шемет Луцький національний технічний університет

DOI:

https://doi.org/10.15330/pcss.20.4.396-400

Ключові слова:

монокристал, дийодид свинцю (PbI2), електропровідність, поляризаційна комірка

Анотація

Проведено дослідження електронно-діркової складової провідності монокристалів PbI₂, легованих Hf (0,2 мас. %) з використанням методу поляризаційної комірки Вагнера. Проаналізовано вплив легуючої домішки Hf на характер і параметри електронної провідності дийодиду свинцю.

На основі одержаних струмопотенціальних залежностей встановлено р-тип провідності монокристалу PbI₂:Hf. Визначено величини діркової провідності (s_р^о) у досліджуваному інтервалі температур, за якими побудовано температурну залежність. Виявлено закономірність збільшення величини s_р^о монокристалу PbI₂:Hf із підвищенням температури. Проведено порівняльний аналіз результатів дослідження електронно-діркової складової провідності PbI₂ і PbI₂:Hf, з якого встановлено зменшення енергії активації s_р^о з 0,47 еВ до 0,32 еВ при легуванні гафнієм. Зроблено висновок про виникнення нових домішкових акцепторних рівнів, розташованих на відстані 0,64 еВ від стелі валентної зони, обумовлених наявністю домішки Hf у кристалах PbІ₂.

Посилання

[1] J. Liu, Y. Zang, Crystal Research and Technology 52(3), 1600370 (2017) (doi: 10.1002/crat.201600370).
[2] Y. Wang, L. Gan, J. Chen, R. Yang, T. Zhai, Science Bulletin 62(24), 1654 (2017) (doi: 10.1016/j.scib.2017.11.011).
[3] Z. Xinghua, S. Hui, Y. Dingyu, Y. Jun, L. Xu, G. Xiuying, J Mater Sci: Mater Electron 25, 3337 (2014) (doi: 10.1007/s10854-014-2023-y).
[4] A.M. Caldeira Filho, M. Mulato, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 636, 82 (2011) (https://doi.org/10.1016/j.nima.2011.01.093).
[5] Tariq M. Al-Daraghmeh, Mahmoud H. Saleh, Mais Jamil A. Ahmad, Basim N. Bulos, Khawla M. Shehadeh, Mousa M. Abdul-Gader Jafar, Journal of Electronic Materials 47(3), 1806 (2018) (https://doi.org/10.1007/s11664-017-5953-3).
[6] S. Hui, Z. Beijun, Y. Dingyu, W. Peihua, G. Xiuying, Z. Xinghua, Phys. Status Solidi RRL 11 (2), 1600397 (2017) (doi: 10.1002/pssr.201600397).
[7] M.M. Hamada, I.B. Oliveira, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research A 505, 517 (2003) (doi:10.1016/S0168-9002(03)01136-7).
[8] G. Zentai, L. Partain, R. Pavlyuchkova, C. Proano, G. Virshup, P. Bennet, K. Shah, Y. Dmitriev, J. Thomas, Proceedings SPIE 5368, Medical Imaging 2004: Physics of Medical Imaging, (San Diego, California, United States, 2004) (https://doi.org/10.1117/12.535994).
[9] D.S. McGregor, H. Hermon, Nuclear Instruments and Methods in Physics Research Section A: Accelerators, Spectrometers, Detectors and Associated Equipment 395(1), 101 (1997) (https://doi.org/10.1016/S0168-9002(97)00620-7).
[10] X. Zhu, Z. Wei, Y. Jin, A. Xiang, Crystal Research and Technology 42, 456 (2007) (doi: 10.1002/crat.200610847).
[11] V.M. Sklyarchuk, Z.I. Zakharuk, M.H. Kolisnyk, A.I. Rarenko, O.F. Sklyarchuk, P. M. Fochuk, Physics and Chemistry of Solid State 20 (3), 257 (2019) (doi: 10.15330/pcss.20.3.257-263).
[12] T. Hayashi, M. Kinpara, J.F. Wang, K. Mimura, M. Isshiki, Journal of Crystal Growth 310(1), 47 (2008) (doi: 10.1016/j.jcrysgro.2007.10.004).
[13] J.G. Labram, E.E. Perry, N.R. Venkatesan, M.L. Chabinyc, Appl. Phys. Lett. 113, 153902 (2018) (https://doi.org/10.1063/1.5041959).
[14] H. Yi, Z. Shifu, Z. Beijun, J. Yingrong, H. Zhiyu, C. Baojun, Journal of Crystal Growth 300(2), 448 (2007) (https://doi.org/10.1016/j.jcrysgro.2006.10.226).
[15] S.K. Chaudhary, H. Kaur, Cryst. Res. Technol. 46(12), 1235 (2011) (https://doi.org/10.1002/crat.201100250).
[16] M.T. Khan, M. Shkir, A. Almohammedi, S. AlFaify, Solid State Sciences 90, 95 (2019) (https://doi.org/10.1016/j.solidstatesciences.2019.02.010).
[17] M. Matuchova, K. Zdansky, J. Zavadil, Physica status solidi (c) 4(4), 1532 (2007) (doi: 10.1002/pssc.200674109).
[18] A. Matkova, V. Shvabyuk, T. Furs, V. Shvabyuk, Materials Science Forum 968, 161 (2019) (https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/MSF.968.161).
[19] Ali M. Mousa, Natheer J. Al-rubaie, Journal of Materials Science and Engineering 5, 32 (2011).
[20] A.V. Fedosov, O.Z. Kalush, T.V. Scientific notes. Intercollegiate collection 11(2), 88 (2002).
[21] J.B. Wagner, C.J. Wagner, Journal of The Electrochemical Society 104, 509 (1957).
[22] V.K. Hasmaiev, O.Z. Kalush, V.M. Tarasenko, T.V. Filiuk, Scientific Herald of the VSU Physical Sciences 7, 67 (2001).
[23] T. Takahasi, O. Jamamoto, Conductivity of Solid Electrolits 31(9), 678 (1963).