Summary
Systematic resistivity and Hall-mobility measurements have been carried out over the temperature range (77÷850) K onp-type GaSe single crystals, grown from the melt in different conditions by the Bridgman-Stockbarger method. The correlation between electrical properties and growth conditions has been investigated for various crystal ingots. From the analysis of the experimental results the energies and the concentrations of the dominant acceptor levels have been obtained together with an estimate of the density-of-state effective mass of conduction and valence bands. Five acceptor levels have been observed at energiesE 1=31 meV,E 2=(50÷70) meV,E 3=(140÷160) meV,E 4=(180÷210) meV,E 5=(280÷310) meV; some of these have been attributed to chemical interaction between GaSe and silica ampoules during growth. Density-of-state effective masses have been evaluated to bem h=0.5m 0 andm e=m 0. Finally, Hall-mobility data have been analysed according to a theoretical model proposed by Schmid. From this analysis it has been found an optical-phonon energy ℏω = 12 meV, a coupling constant valueg 2=0.24 and a deformation potential for the valence band ε=5.2 eV/Å.
Riassunto
Sono state eseguite misure sistematiche di resistività e mobilità Hall, nell'intervallo di temperatura (77÷850) K, su monocristalli di GaSe di tipop, cresciuti in condizioni differenti dal fuso con il metodo di Bridgman-Stockbarger. Sono state prese in esame le correlazioni tra proprietà elettriche e condizioni di crescita dei vari lingotti. Dalla analisi dei risultati sperimentali si sono ricavate le energie e le concentrazioni dei livelli accettori dominanti, insieme ad una stima della massa effettiva per la banda di conduzione e quella di valenza. Sono stati trovati i seguenti livelli:E 1=31 meV,E 2=(50÷70) meV,E 3=(140÷160) meV,E 4=(180÷210) meV,E 5=(280÷310) meV. Alcuni di questi lievelli sono stati attribuiti all'interazione chimica, durante la crescita, tra GaSe e fiala di quarzo. Per le masse effettive si è trovatom h=0.5m 0 edm e=m 0. Infine, i dati della mobilità Hall sono stati analizzati secondo il modello proposto da Schmid. Da questa analisi si sono trovati i seguenti valori: ℏω = 12 meV, per l'energia dei fononi ottici,g 2=0.24 per la costante di accoppiamento ed ε=5.2 eV/Å per il potenziale di deformazione per la banda di valenza.
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Manfredotti, C., Mancini, A.M., Murri, R. et al. Electrical properties ofp-type GaSe. Nuovo Cim B 39, 257–268 (1977). https://doi.org/10.1007/BF02738193
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