Размерные эффекты в тонких пленках PbSe, легированного хлором

Abstract

Установлена возможность получения сильно вырожденных (≈ 3·10²⁰ см⁻³) тонких пленок PbSe (d = 5 – 220 нм) с n-типом проводимости методом термического испарения в вакууме кристаллов PbSe, легированных PbCl₂, с последующей конденсацией на подложки (001) KCl. Показано, что пленки обладают высокой степенью однородности, зеренная структура не наблюдается. Получены толщинные зависимости термоэлектрических свойств (коэффициента Зеебека S, коэффициента Холла RH и электропроводности σ) тонких пленок. В интервале толщин d ≈ 5 ÷ 30 нм наблюдаются осцилляции свойств с ростом d, наличие которых связывается с квантованием электронного газа. Показано, что расчет зависимости S(d) в предположении размерного квантования с учетом вклада нескольких подзон и толщиной зависимости энергии Ферми находится в согласии с экспериментальными данными. В области d > 30 нм наблюдается рост S и σ с толщиной, что связывается с проявлением классического размерного эффекта и интерпретируется в рамках теорий Фукса-Зондхеймера и Майера.