Galvanomagnetic properties of polycrystalline Bi₁₋ₓSbₓ solid solutions in the concentration range x = 0-0.25

Abstract

The dependences of the Hall coefficient, electrical conductivity, magnetoresistance, electron and hole concentration and mobility on the Bi₁₋ₓSbₓ solid solution composition in the concentration range x = 0-0.25 at 77 and 300 K in magnetic fields 1 T and 0.05 T were obtained. It was shown that all the dependences exhibit a distinct nonmonotonic oscillating behavior at both temperatures and in both magnetic fields. The presence of concentration-dependent anomalies of galvanomagnetic properties is attributed to critical phenomena accompanying the percolation-type transition from dilute to concentrated solid solutions and electronic phase transitions: a transition to a gapless state, the semimetal – semiconductor transition, and indirect – direct band gap semiconductor transition.

Одержано залежності коефіцієнта Холла, електропровідності, магнетоопору, концентрації та рухливості електронів і дірок від складу твердого розчину Bi₁₋ₓSbₓ у концентраційному інтервалі x = 0-0.25 при температурах 77 та 300 К у магнітних полях 1 Тл та 0.05 Тл. Показано, що усі залежності мають чітко виражений немонотонний осцилюючий характер як при різних температурах, так і при різних магнітних полях. Наявність концентраційних аномалій гальваномагнітних властивостей пов'язується із критичними явищами, що супроводжують перколяційний перехід і електронні фазові переходи у безщілинний стан, напівметал – напівпровідник, непрямозонний – прямозонний напівпровідник.