Оптическое поглощение, связанное с межзонными и межподзонными переходами электронов в теллуриде висмута
Вейс А.Н.1, Лукьянова Л.Н.2, Усов О.А.2
1Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Санкт-Петербург, Россия
2Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, Санкт-Петербург, Россия
Email: alnveis@mail.ru
Поступила в редакцию: 20 октября 2021 г.
В окончательной редакции: 25 октября 2021 г.
Принята к печати: 25 октября 2021 г.
Выставление онлайн: 22 ноября 2021 г.
При температурах 205 и 300 K исследованы спектральные зависимости коэффициента поглощения α в субмикронных образцах топологического изолятора n-Bi2Te3+ CdBr2, обладающих при высоких значениях коэффициента Зеебека оптимальными термоэлектрическими свойствами при температурах ниже комнатной. Выявлены и проанализированы составляющие спектров оптического поглощения, связанные с межзонными и межподзонными переходами электронов. Установлено, что в теллуриде висмута при понижении температуры оптические переходы электронов на пороге межзонного поглощения остаются прямыми и разрешенными. Оценены величины энергетических зазоров между абсолютными экстремумами зоны проводимости и валентной зоны, а также между основной и дополнительной подзонами зоны проводимости. Показано, что скорости их изменения с температурой противоположны по знаку. Построена энергетическая схема Bi2Te3, отвечающая экспериментальным данным. Ключевые слова: теллурид висмута, топологический изолятор, оптическое поглощение, межзонные и межподзонные переходы, энергетическая зонная схема.
- Y. Ando. J. Phys. Soc. Jpn., 82, 102001 (2013)
- J. Heremans, R. Cava, N. Samarth. Nature Rev. Mater., 2, 17049 (2017)
- D.M. Rowe. Thermoelectric harvesting of low-temperature heat. In: Modules, Systems, and Applications in Thermoelectrics, ed. by D.M. Rowe (CRC Press, Boca Raton, FL, 2012) p. 23-1
- Thermoelectrics for Power Generation --- A Look at Trends in the Technology, ed. by S. Skipidarov and M. Nikitin (InTechOpen, 2016) p. 572
- A.A. Reijnders, Y. Tian, L.J. Sandilands, G. Pohl, I.D. Kivlichan, S.Y. Frank Zhao, S. Jia, M.E. Charles, R.J. Cava, N. Alidoust, S. Xu, M. Neupane, M.Z. Hasan, X. Wang, S.W. Cheong, K.S. Burch. Phys. Rev. B, 89, 075138 (2014)
- I. Mohelsky, I. Dubroka, A. Wyzula, J. Slobodeniuk, A. Martinez, G. Krupko, Y. Piot, B.A. Caha, O. Huml cek, J. Bauer, G. Springholz, M. Orlita. Phys. Rev. B, 102 (8), 085201 (2020)
- J. Lee, J. Koo, Y.M. Jhon, J.H. Lee. Opt. Express, 23 (5), 6165 (2015)
- R. Sun, S. Yang, X. Yang, E. Vetter, D. Sun, N. Li, L. Su, Yan Li, Yang Li, Z. Gong, Z. Xie, K. Hou, Q. Gul, W. He, X. Zhang, Z. Cheng. Nano Lett., 19, 4420 (2019)
- N. Xu, Y. Xu, J. Zhu. npj Quant. Mater., 2, 51 (2017)
- T.-H. Liu, J. Zhou, M. Li, Z. Ding, Q. Song, B. Liao, L. Fu, G. Chen. Proc. Natl. Acad. Sci., 115, 879 (2018)
- D. Baldomir, D. Failde. Sci. Rep., 9, 6324 (2019)
- А.Н. Вейс, Л.Н. Лукьянова, В.А. Кутасов. ФТП, 51, 873 (2017)
- Ю.И. Уханов. Оптика полупроводников (Л., Изд-во ЛПИ им. М.И. Калинина, 1970) ч. 1, гл. 2, с. 60
- E. Haga, H. Kimura. J. Phys. Soc. Jpn., 19, 1506 (1964)
- H. Kohler. Phys. Status Solidi B, 78 (1), 95 (1976)
- А.Н. Вейс, М.К. Житинская, Л.Е. Шелимова. Докл. XIII Межгос. сем. Термоэлектрики и их применения" (СПб., 2013) с. 144
Подсчитывается количество просмотров абстрактов ("html" на диаграммах) и полных версий статей ("pdf"). Просмотры с одинаковых IP-адресов засчитываются, если происходят с интервалом не менее 2-х часов.
Дата начала обработки статистических данных - 27 января 2016 г.