Температурная зависимость атомной структуры и электрической активности дефектов в термоэлектрике ZnSb, слабо легированном медью

Решается задача выбора модели для описания температурной зависимости микроструктуры дефектов в эффективном термоэлектрике ZnSb c 0.1 ат% Cu. Анализируются температурные зависимости концентрации и подвижности для термоцикла 300-700-300 K (термоцикл I) с учетом особенностей кристаллической структуры и ковалентного характера химической связи в ZnSb. Базовой дефектной структурой (температуры T=560-605 K) является состояние, когда все атомы Cu поровну распределены между узлами обеих подрешеток, являясь акцепторами, собственных дефектов акцепторного и донорного типа значительно меньше. Их действие становится заметным, когда температура выходит за рамки вышеупомянутого диапазона. При T>605 K появляются дополнительные акцепторы --- антиструктурный цинк Zn Sb ; при охлаждении ниже 560 K образуются димеры Cu 2 , электрическая активность примеси понижается. Распад димеров при нагревании вызывает увеличение концентрации с температурой вплоть до насыщения в указанном выше диапазоне. Были проведены дополнительные термоциклы II-VIII, обнаруженные изменения в температурных зависимостях концентрации дырок и подвижности обсуждаются в рамках упомянутой модели. DOI: 10.21883/FTP.2017.09.44878.8510