Anomalous impurity conductivity inn-GaSe andn-GaS

Summary

Evidence is reported for hopping conduction along the layers inn-GaSe andn-GaS. The results are compatible with the theoretical formulation given by Shklovskii for lightly doped semiconductors. The a.c. conductivity around and below room temperature follows the theoretical formula of Pollak and Geballe up to frequencies of 10⁵ Hz. The anomaly lies in the fact that, with respect to previous measurements made on Si, Ge and InSb, the involved activation energies are much larger and the temperature at which the phenomenon takes place is much higher. At the present stage, hopping conductivity seems to be a peculiarity ofn-type layer compounds. It seems to be indipendent of the direction of motion of carriers and somehow correlated to anion vacancies, which are likely responsible for then-type conductivity of these compounds.

Riassunto

Si fornisce la prova per la conduzione tipo hopping lungo gli strati neln-GaS en-GaSe. I risultati sono compatibili con la formulazione teorica data da Shklovskii per semiconduttori debolmente drogati. La conducibilità in c.a. al di sotto della temperatura ambiente segue la formula teorica di Pollak e Geballe fino a frequenze di 10⁵ Hz. L’anomalia sta nel fatto che, rispetto a misure precedenti fatte su Si, Ge ed InSb, le energie di attivazione coinvolte sono molto più grandi e la temperatura alla quale il fenomeno accade è molto più alta. Allo stato attuale la conduttività tipo hopping sembra essere una peculiarità dei composti a strati del tipon. Sembra anche che sia indipendente dalla direzione del moto dei portatori ed in qualche modo correlata alle vacanze anioniche che sono probabilmente responsabili per la conduttivitàn di questi composti.

Резюме

Приводится подтверждение «прыжковой» проводимости вдоль слоев вn-GaSe иn-GaS. Полученные результаты сходны с теоретической формулировкой, предложенной Шкловским для полупроводников с незначительными присадками. Проводимость переменного тока вблизи и ниже комнатной температуры подчиняется теоретической формуле Поллака и Джебалла вплоть до частот 10⁵ гц. Аномалия заключается в том, что по сравнению с предыдущими измерениями на Si, Ge и InSb, рассматриваемые энергии активации оказываются много большими, а температура, при которой имеет место это явление, более высокой. В данном случае «прыжковая» проводимость характерна для слоистых соединенийn-типа. Указанная проводимость не зависит от направления движения носителей и связана с анионными вакансиями, которые, вероятно, ответственны за проводимостьn-типа этих соединений.