Hg1-xMnxTe晶片电学参数的测量及分析

等） Ｈ １ Ｃ ｘ ｅ 与 ｇ－ ｄＴ 十分相似ｎ 。与 Ｈ １ｘ ｘ ｅ ｘ ｇ－ＭｎＴ 相
比 ， １ｘ ｘ Ｈｇ－ Ｍｎ Ｔｅ还有 以下 优 点 ： 点 较 低 ， 熔 固液 相线
尔电极 ， 如图 １ 所示 。进行 电阻率测量 时， 依次在一
对相邻 的电极 间 通 入 恒 定 电 流 Ｊ 在 另 一 对 相邻 的 电 ，
当［ （） （ Ｊ 一Ｖ 一Ｄ］ ［ Ｊ 一Ｖ。（ Ｊ］ ， ＜ Ｖ。（ ） 一 ）时
是 由 以下 隐 含 数 决 定 的 参 数 ：
Ｆ ｇ １Ｓ ｅ ｃ ｆｓ ｍ ｐｅ ｉ ｋ ｔｈ ｏ ａ ｌ
…
Ｈｇ－ Ｍｎ Ｔ １ｘ ￣ ｅ是 由磁 性 离 子 Ｍｎ ２ 代 二 元 合 金 替
零 时Ｈ一Ｈｘ所 ： 场 ，中 ＭｎＴｅ的 电子 能 带 结 构 及其 它 半 导 ２范 堡 测 原 ｇ 磁 ｇ 的 曼 。 德法试理 ～ ～ 一 一 一 一 一 一
体性 质 （ 括禁 带 宽 度 、 包 电子 空 穴 迁移 率 、 流子 浓 度 载 采 用范德 堡 法 测量 时 ， 需在 样 品侧 边 制 作 四根 霍
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能
财
斟
２０ 年第８ ３） ０６ 期（７ 卷
Ｈｇ一 Ｍｎ Ｔｅ晶 片 电学参 数 的测 量 及 分 析
王泽温 ÷ 万奇 ， 宇杰 ， 介 李 谷 智
（ 西北 工业 大学 材 料科 学与工 程学 院 ， 西 西安 ７ ０ ７ ） 陕 １ ０ ２
间隔较 小 ， 利 于提 高 材 料 的成 分 均 匀 性； 。 有 Ｈｇ一
１ １ ，
极 间测量 电位 差 ， 如果样 品厚 度 为 ￡则 电阻率 为 ： ， （） １ （） ２
Ｉ Ｄ １
二
１ １， ，
× Ｉ 。 Ｊ 一Ｖ （ Ｊ ＋ Ｖ Ｊ 一 Ｖ１ 一 Ｊ ］ ｖ （ ） 。一 ） １（ ） （ ） × ［ ２（ —Ｖ２（ Ｄ ＋ Ｖ ２ Ｄ — Ｖ３（ Ｊ ］ Ｖ。Ｄ １一 ３（ ２一 ） ＾ 是 由以下 隐含数 决定 的参 数 ：
ｃ × ］１ｐ２ ㈤ 。 ： 一 【） ｓ 精 ｘＩ ｅ／ ｎ
当［ Ｊ 一Ｖｚ 一Ｊ ］ ［ ： Ｊ 一 （ Ｊ］ ， Ｖｚ（ ） （ ）＞ （） 一 ）时 是 由以下 隐含数 决定 的参 数 ：
图 １ 样 品 示意 图
，
ｃ × ］ｌＸ ㈣ ｏ的 禁 带较 窄 是 造 成 晶 片导 电 类 ｘ 型转 变的主要原 因。对所 测其 它 电学参 数 的 理论 分析 表 明 范德 堡 法 不 适 合 用 于 Ｈｇ一 Ｍｎ Ｔ 。 ｘ ｅ晶 片 室 温 时 的载 流子浓度 和 迁 移 率 的测 量 ， 仍 可 用其 对 晶片 室 但 温 时的 电阻率和 霍 尔 系数进 行测 量 。 关键 词 ： Ｈｇ－ Ｍｎ Ｔ ； 德 堡 法 ； 电类 型 ； 尔 系 １ｘ ￣ ｅ 范 导 霍 数 中图分类 号 ： Ｔ ０ ． ； Ｎ３ ４ ７ ＴＮ２ ６ ０ 文献标 识码 ： Ａ 文章编 号 ：０ １９ ３ （０ ６ ０ —２ ２０ １ ０ —７ １ ２ ０ ） ８１ ３ —３
摘 要 ： 采 用范德 堡 法分 别 在 ７ Ｋ 和 室 温 下对 多个 ７ Ｍｎ Ｔ ￣ ｅ的禁带 宽 度 随组 分 的 变化 比 Ｈｇ一 Ｍｎ Ｔ ・ ｘ ｅ大
Ｈｇ－ Ｍｎ Ｔｅ晶 片 的 电 学性 能 进 行 了测 量 ， １ｘ ￣ 发现 部 分 晶片在 ７ Ｋ 下 的导 电 类型 为 Ｐ型 ， 在 室 温 下却 为 ｎ ７ 而 型 。通 过理论 分 析 对 此现 象进 行 了解释 。分 析 表 明 ： Ｈｇ－ Ｍｎ Ｔ １ｘ ｘ ｅ晶片 中电子迁 移 率与 空 穴迁 移 率的 比值
Ｉ 旨
成 了替 代 Ｈｇ一 Ｍｎ Ｔ 。 Ｉ ｅ制 作 红 外 探 测 器 的一 种 主 要 候 选材料 。 ‘ 同其它 半 导体 材料 一 样 ， ｘ Ｈｇ一 Ｍｎ Ｔｅ晶 片在 制 作 器件 之前 要进 行性 能 测试 。主要 是根 据霍 尔效 应原 理， 利用范 德堡 法 来 对 导 电类 型 、 流子 浓 度 、 载 迁移 率 以及 电 阻率等 电学 参数 进行 测量 ［ ］ ６ 。在 范德堡 法 中 ， 半 导体 的导电 类 型是 以霍尔 系数 的正 负来 判 断的 。在 对 Ｈｇ－ Ｍｎ Ｔ １ｘ ￣ ｅ晶 片 进 行 测 量 时 发 现 有 部 分 晶 片 室 温 与 低 温 （ ７ 导 电 类 型 不 一 致 现 象 ， 明 Ｈｇ一 ７ Ｋ） 说 １ Ｍｎ Ｔｅ ￣ 晶体 材 料 的 电学 参 量 有 其 特 殊 性 。本 文 通 过 理论 分析 ， 对此 现象 进行 了解 释 ， 对所 测得 的其 它 电 并 学参 数结 果进 行 了分析 。
得多 产生 相 同禁 带 宽 度 所 需 Ｍｎ组 分 仅 为 ｃ 引， ｄ的 １ ２ 从 而 明显减 小 了组 分 带 来 的无 序 散 射 ， 长 了 ／， ］延 载 流子寿命 ； １ｘ 表 现 出的点 阵 、 Ｈｇ－ Ｍｎ Ｔｅ 表面 和界 面 稳定 性也 比 Ｈｇ一 Ｍｎ Ｔｅ好［５。 因而 Ｈｇ一 Ｍｎ Ｔ 。 ｘ １ｊ ． １ ｘｅ
ｌ Ｄ ２一 二：
式 中 ， ． 示 与 两点 间 的 电位 差 ，、 分 别表 Ｖ＿ ｊ 表 ． ｆ 示 电极 的序号 。
ｃ ２： ］号 ） ㈣ ｏ［ × 一 唧（ ｓｌ ｈ ＂ ｎ
当Ｆ ，（ ） ｖ 。 Ｊ 一Ｖ （ Ｊ］ ［ （ ） （ ） 时 ， 。 一 ） ＜ Ｖ Ｊ 一Ｖ 一Ｊ ］ ＾ 是 由以下 隐含数 决 定 的参数 ：