Publication detail

As-doped SnSe single crystals: Ambivalent doping and interaction with intrinsic defects

Year: 2021

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: Physical Review B

Publisher name: American Physical Society

Place: College Park

Page from-to: 085203

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Monokrystaly SnSe dopované arsenem: Ambivalentní dopování a interakce s intrinsickými defekty	Byla provedena studie ambivalentního dopování na dvou sériích monokrystalů SnSe: SnSe1-xAsx a Sn1-xAsxSe, jejímž cílem bylo zkoumání interakce dopantu s intrinsickými defekty. Bylo zjištěno, že atomy As v obou sériích přednostně substituují atomy Se za vzniku extrinsických substitučních bodových defektů AsSe. V první sérii As řádově snižuje koncentraci cínových vakancí VSn v porovnání s nedopovaným stechiometrickým krystalem SnSe. Zbylé Sn vakance se přednostně obklopují atomy As. Důležitým poznatkem je, že velmi nízká koncentrace As vede k uzdravování struktury SnSe ve smyslu intrinsických bodových defektů a případných inkluzí SnSe2. To se odráží v nárůstu Hallovy pohyblivosti a poklesu Hallovy koncentrace. Na rozdíl od první série ve druhé sérii koncentrace Sn vakancí spolu se vzrůstajícím obsahem As znatelně narůstá. Navíc obklopení Sn vakancí As atomy je méně zřetelné díky vysoké koncentraci vakancí. Substituční defekt AsSe je hlubokým defektem, který za teploty místnosti neprodukuje volné nositele náboje. Navíc párování VSn s defekty AsSe zvyšuje aktivační energii vakancí. To má za následek bezprecedentně nízké hodnoty Hallovy koncentrace v SnSe, které se pohybují pod 1016 cm-3 pro x = 0,0075. Předkládaná studie ukazuje, že dopování SnSe je velmi komplexní proces, který obecně zahrnuje silnou interakci dopujících atomů s hostitelskou strukturou. Na druhou stranu takovýto doping dovoluje upravení typu a koncentrace defektů. Předkládaná studie odhaluje obecnou tendenci bodových defektů vytvářet klastry, které významně upravují vlastnosti bodových defektů	SnSe; monokrystaly; As; ambivalentní dopování
eng	As-doped SnSe single crystals: Ambivalent doping and interaction with intrinsic defects	We performed ambivalent doping study on single crystals of two sets, SnSe1-xAsx and Sn1-xAsxSe, with the aim to explore the interaction of doping species with intrinsic defects. We found that As atoms substitute preferentially for Se atoms in both sets forming the extrinsic substitutional point defect As-Se. In the first set, As lowers the concentration of Sn vacancies, V-Sn, by an order of magnitude compared to undoped stoichiometric SnSe crystal. The remaining Sn vacancies are preferentially coordinated with As atoms. Importantly, a very low concentration of As led to healing process of hosting structure in terms of intrinsic point defects and eventual SnSe2 inclusions. This is reflected in an increase of the Hall mobility and drop of the Hall concentration. In the second set, the concentration of Sn vacancies markedly increases upon doping in contrast to the first set. Additionally, the coordination of Sn vacancies by As atoms is less evident due to the high concentration of vacancies. The substitutional defect As-Se is a deep-level defect that produces no free carriers at room temperature. Moreover, the coupling of V-Sn to As-Se defects increases their activation energy. This results in an unprecedentedly low Hall concentration in SnSe which stays below 10(16) cm(-3) for x = 0.0075. The present study indicates that doping of SnSe is a rather complex process that generally includes a strong interaction of doping atoms with the hosting structure. On the other hand, such doping allows adjustment of the type and concentration of defects. The present study reveals a general tendency of point defects to clustering, which modifies the properties of point defects markedly.	SnSe; single crystals; As; ambivalent doping

Search

Login for students

Login for employees

Publication detail

Departments

Other Parts

Map

Services

Popular Links