Особенности концентрационных зависимостей структурных и термоэлектрических свойств в твердых растворах PbTe–PbSe

Abstract

Представлены новые экспериментальные результаты и дан обзор ранее полученных авторами данных по исследованию зависимостей структуры, механических, гальвано-магнитных и термоэлектрических свойств от состава изовалентных полупроводниковых твердых растворов PbTe–PbSe в области малых концентраций PbSe (0-5 мол.%), а также по изучению температурных зависимостей гальваномагнитных свойств (80-300 К). Впервые в пределах исследуемого интервала концентраций обнаружены аномальный рост электропроводности, подвижности носителей заряда и степенного коэффициента в температурной зависимости подвижности при увеличении содержания PbSe, а также осциллирующий характер зависимостей ширины рентгеновских линий, микротвердости, коэффициентов Холла и Зеебека от состава. Наблюдаемые эффекты связываются с наличием концентрационного фазового перехода перколяционного типа, предположительно присущего всем твердым растворам, и с процессами самоорганизации, идущими в твердых растворах при переходе к примесному континууму.

New experimental results and an overview of the results obtained earlier by the authors on the dependences of structure, mechanical, galvanomagnetic and thermoelectric properties on the composition of isovalent semiconductor solid solutions PbTe–PbSe in the range of small concentrations of PbSe (0-5 mol.%) as well as on the temperature dependences of galvanomagnetic properties (80-300 K) are presented. For the first time within the studied range of concentrations, an anomalous increase in electrical conductivity, charge carrier mobility and the exponent in the temperature dependence of charge carrier mobility under increasing PbSe content and an oscillatory behavior of the dependences of X-ray linewidth, microhardness, the Hall coefficient and the Seebeck coefficient on composition were registered. The observed effects are attributed to the existence of a percolation-type phase transition, presumably typical for all solid solutions, and to the self-organization processes occurring in solid solutions under the transition to the impurity continuum.