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Electrical and optical properties of natural iron pyrite (FeS2)

1988; Wiley; Volume: 109; Issue: 2 Linguagem: Inglês

10.1002/pssa.2211090222

1521-396X

A. M. Karguppikar, Agnikumar G. Vedeshwar,

Surface and Thin Film Phenomena

The optical and transport properties of naturally occurring mineral pyrite (FeS2) are measured with a view to determine Eg, the energy gap of this semiconductor and to determine the scattering mechanism in the low temperature region (80 and 270 K). Analysis of the optical absorption studies indicate pyrite to be an indirect band gap semiconductor in which a single phonon makes an important contribution in assisting this transition. Conductivity and Hall effect data in the intrinsic range yield a value of 0.92 eV at room temperature for the energy gap, in close agreement with the value obtained by optical absorption studies. The analysis of the conductivity and Hall effect data in the low temperature region for all the n-type samples indicates acoustic mode scattering to be an important scattering mechanism. The thermo-power measurements in this temperature region also independently suggest acoustic mode scattering to be operative in a majority of samples. The general behaviour of p-type samples of pyrite by the measurements or those in the literature points to complicated transport properties. Die optischen und Transporteigenschaften von natürlich auftretendem Pyrit (FeS2) werden gemessen, um Eg, die Energielücke dieses Halbleiters, und den Streumechanismus im Niedertemperaturbereich (80 and 270 K) zu bestimmen. Die Analyse der Untersuchungen der optischen Absorption zeigt, daß Pyrit ein Halbleiter mit indirekter Bandlücke ist, in dem ein Einzelphonon einen wesentlichen Beitrag zur Unterstützung dieses Übergangs liefert. Leitfähigkeits- und Hall-effektdaten im Grundgitterbereich ergeben einen Wert von 0,92 eV bei Zimmertemperatur für die Energielücke in enger Übereinstimmung mit dem Wert aus Untersuchungen der optischen Absorption. Die Analyse der Leitfähigkeits- und Halleffektwerte im Niedertemperaturbereich zeigt, daß für alle n-leitenden Proben akustische Streuung der wesentliche Streumechanismus ist. Messungen der Thermospannung in diesem Temperaturbereich weisen unabhängig ebenfalls darauf hin, daß akustische Streuung in einem Großteil der Proben vorliegt. Das allgemeine Verhalten von p-leitenden Pyritproben aus diesen Messungen und aus der Literatur weist auf komplizierte Transporteigenschaften hin.