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Effect of heavy doping of ZnSe crystals with indium in creating compensating acceptors

1978; Wiley; Volume: 46; Issue: 2 Linguagem: Inglês

10.1002/pssa.2210460238

1521-396X

B. Sethi, P. C. Mathur,

Quantum and electron transport phenomena

Measurements of the Hall coefficient and the dc conductivity in ZnSe single crystals excessively doped with In are made in the temperature range 65 to 300 K in order to investigate the role of In in the ZnSe lattice at concentrations of In in the region 50 to 104 ppm. A very unusual effect of In-doping contrary to the normal donor behaviour is observed on the Hall coefficient and conductivity at these concentrations. This is explained in terms of the compensating effects arising due to the formation of acceptor complexes like In–Zn vacancy–Se and the triply ionized acceptor like ZnIn, in addition to the normal donor behaviour due to InSe. From the measurements, a compensation ratio varying from 79.4% (50 ppm In) up to 99.7% (104 ppm In) is obtained. The compensation effect is found to be so strong that the free-carrier concentration decreases with the increase of In-doping. Um die Rolle von In im ZnSe-Gitter bei Konzentrationen von In im Bereich von 50 bis 104 ppm zu untersuchen, werden Messungen des Hallkoeffizienten und der Gleichstromleitfähigkeit in ZnSe-Einkristallen, die stark mit Indium dotiert wurden, im Temperaturbereich von 65 bis 300 K durchgeführt. Im Gegensatz zum normalen Donatorverhalten wird ein äußerst ungewöhnlicher Effekt der Indiumdotierung auf den Hallkoeffizienten und die Leitfähigkeit bei diesen Konzentrationen beobachtet. Dies wird mit dem Kompensationseffekt erklärt, der infolge der Bildung von Akzeptorkomplexen, z. B. In–Zn-Leerstellen–Se, und eines dreifach ionisierten Akzeptors, z. B. ZnIn, zusätzlich zum normalen Donatorverhalten, verursacht durch InSe, auftritt. Aus den Messungen werden Kompensationsverhältnisse von 79,4% (50 ppm In) bis zu 99,7% (104 ppm In) erhalten. Es wird gefunden, daß der Kompensationseffekt so stark ist, daß die Konzentration freier Träger mit zunehmender In-Dotierung abnimmt.