Електронні фазові переходи у тонких плівках Bi1-xSbx

Abstract

Метою даної роботи було вивчення концентраційних залежностей ТЕ та гальваномагнітних властивостей тонких плівок Bi1-xSbx в інтервалі x = 0 – 0.25. Тонкі плівки Bi1-xSbx товщиною d = (250 ± 10) нм були виготовлені термічним випаровуванням у вакуумі кристалів Bi1-xSbx на (111) слюдяні підкладки, а транспортні властивості (електропровідність, коефіцієнт Зеєбека, коефіцієнт Холла, рухливість електронів і дірок, магнетоопір) плівок вимірювались за кімнатної температури. Було встановлено, що всі аномалії на концентраційних залежностях властивостей, що спостерігалися раніше в масивних кристалах Bi1-xSbx і пов’язувалися із електронними фазовими переходами, відтворювались у тонких плівках. Отримані дані, з одного боку,– це ще один доказ існування концентраційних особливостей у транспортних властивостях твердих розчинів Bi1-xSbx, а, з другого боку, ці дані вказують на добру відповідність складів вихідних кристалів складам тонких плівок. Одержані результати слід враховувати при інтерпретації результатів досліджень та прогнозуванні властивостей кристалів і тонких плівок Bi1-xSbx. Бібл. 32, рис. 4.

Целью данной работы было изучение концентрационных зависимостей ТО и гальваномагнитных свойств тонких пленок Bi1-xSbx в интервале x = 0 - 0.25. Тонкие пленки Bi1-xSbx толщиной d = (250 ± 10) нм были изготовлены термическим испарением в вакууме кристаллов Bi1-xSbx на (111) слюдяные подложки, а транспортные свойства (электропроводность, коэффициент Зеебека, коэффициент Холла, подвижность электронов и дырок, магнитное) пленок измерялись при комнатной температуре. Было установлено, что все аномалии на концентрационных зависимостях свойств, которые наблюдались ранее в массивных кристаллах Bi1-xSbx и связаны с электронными фазовыми переходами, воспроизводились в тонких пленках. Полученные данные, с одной стороны, - это еще одно доказательство существования концентрационных особенностей в транспортных свойствах твердых растворов Bi1-xSbx, а с другой стороны, эти данные указывают на хорошую соответствие складов выходных кристаллов составам тонких пленок. Полученные результаты следует учитывать при интерпретации результатов исследований и прогнозировании свойств кристаллов и тонких пленок Bi1-xSbx.

The goal of the present work is to study the concentration dependences of thermoelectric (TE) and galvanomagnetic properties of thin Bi1-xSbx films in the range x = 0 – 0.25. The thin films with thicknesses d = (250 ± 10) nm were prepared by thermal evaporation in vacuum of Bi1-xSbx polycrystals onto (111) mica substrates and the transport properties (the electrical conductivity, Seebeck coefficient, Hall coefficient, electronic and hole mobility, magnetoresistance) of the films were measured at the room temperature. It was established that all anomalies in the concentration dependences of the properties, observed earlier in the Bi1-xSbx bulk crystals and attributed to electronic phase transitions, were reproduced in thin films. The data obtained represent another evidence of the existence of the concentration peculiarities in the transport properties of Bi1-xSbx solid solutions, indicate a good correspondence between the compositions of Bi1-xSbx initial polycrystals and that of the thin films, and should be taken into account when interpreting the results of studies and predicting properties of Bi1-xSbx crystals and thin films.