Размерные эффекты и осцилляции Шубникова де Гааза в нитях Bi-Sn с однозонной дырочной проводимостью

Abstract

В представленной работе исследовались размерные аномалии в термоэлектрических свойствах нитей Bi, легированных акцепторной примесью олова с однозонной дырочной проводимостью. Монокристаллические нити Bi-0.02ат.%Sn получались из жидкой фазы по методу Улитовского и представляли собой монокристаллы цилиндрической формы с ориентацией [1011] вдоль оси нити с диаметрами от 150 нм до 2 мкм. Значение положения уровня Ферми Т- дырок EF, рассчитанное из осцилляций Шубникова де Гааза в магнитных полях до 15Т составляло примерно 45 мэВ, т.е. εTF находится в области запрещенных энергий в точке L и проводимость осуществляется Т- дырками в области низких температур. Установлено, что анизотропия дырочной поверхности Ферми в точке Т зоны Бриллюэна составляет SmaxT/ SminT =3.2 плюс минус 0.2, что хорошо согласуется с данными для чистого висмута. Было обнаружено, что температурные зависимости сопротивления, магнитосопротивления и термоэдс содержат аномалии, связанные с проявлением размерных эффектов в области низких температур. Показано, что силовой фактор (P. f.= α2σ) зависит от диаметра нитей d и имеет максимальное значение при температурах 75-100 К, что может быть использовано для p-ветвей термоэлементов.