Über elektrische und optische Eigenschaften des Silbertellurids Ag2Te

Abstract

Das Silbertellurid Ag2Te erfährt bei 150° C eine Phasenumwandlung, die mit einer starken Änderung der elektrischen Eigenschaften verknüpft ist. Ausgedehnte Untersuchungen über die T-Abhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit und der galvanomagnetischen Effekte an stöchiometrischen n-leitenden Proben der Tieftemperatur- oder β-Phase lassen auf eine kovalent-metallische Bindung schließen. Fremdatome aus der 4. Spalte (Ge, Sn) und der 5. Spalte (Sb) des Perodischen Systemes haben großen Einfluß auf die Ladungsträger-Konzentration und die Beweglichkeit μ (z. B. in Ag2Te + 1,87 Gew.-% Ag2Ge: µ = 6400 cm2/Vsec, gegenüber 5000 cm2/Vsec in reinem Ag2Te bei 295° K). Bei der Hochtemperatur- oder α-Phase folgt aus der Temperatur- und Stromdichte-Abhängigkeit der Hall-Spannung, daß sich außer Elektronen nach Maßgabe des Te-Überschusses auch Ag-Ionen am Leitungsmechanismus beteiligen. Die ausgeprägte Aktivierungsenergie von 0,98 eV wird im Zusammenhang mit Temperversuchen an Ag2Te in Te-Dampf bei hohen Temperaturen gedeutet. Die Meßergebnisse für die exponentielle T-Abhängigkeit der Beweglichkeit werden an Hand der neuen Theorie von Howarth und Sondheimer für polare Halbleiter diskutiert. Das führt auf die kleine scheinbare Masse m* = 0,4 m. Die Bestimmung des Bandabstandes bei der β-Phase ist wegen der bei 150° C eintretenden Phasenumwandlung aus Leitfähigkeits-Temperaturkurven nicht möglich. Man ist daher auf optische Methoden angewiesen. So wird die Breite der verbotenen Zone aus der Absorptionskante des β-Ag2Te an auf Quarz und Steinsalz aufgedampften dünnen Schichten ermittelt. Dabei werden Ergebnisse über Reflexions- und Transmissionsmessungen von 1 bis 13 µ mitgeteilt. Die sorgfältige Überprüfung der Struktur, des Fehlordnungsgrades und der Stöchiometrie der dünnen Schichten durch röntgenographische, elektrische und optische Messungen sowie der Einfluß einer Wärmebehandlung auf die Absorptionskante werden im Zusammenhang mit den Meßkurven diskutiert. Die optischen Konstanten sind für die zehn besten der über fünfzig untersuchten Schichten aus den exakten transzendenten Gleichungen der Maxwellschen Theorie berechnet worden. Als Grenzwellenlänge der Absorption ergibt sich ein Wert von 1,85 µ entsprechend 0,67 eV. Der Brechungsindex noo beträgt 3,4.