Вплив деформації на домішкову провідність ниткоподібних кристалів твердих розчинів Ge-Si

Abstract

У роботі вивчено вплив деформації на електропровідність ниткоподібних кристалів (НК) GexSii-x (x = 0,01-0,03) в інтервалі температур 4,2-300 К. НК вирощували методом хімічних транспортних реакцій в закритій бромідній системі з використанням домішок Au і B. Досліджували сильнолеговані кристали з питомим опором р = 0,005-0,025 Омсм, який відповідає близькості зразків до переходу метал-діелектрик. Деформація зразків здійснювалася їх закріпленням на спеціально підібрані підкладки (мідь, алюміній, кварц) з відмінним від матеріалу Ge-Si коефіцієнтом термічного розширення. Виявлений гігантський п’єзорезистивний ефект в НК при кріогенних температурах. Визначений коефіцієнт тензочутливості К<111> = Ар/(р0є) становить 10,000-30,000 при 4,2 K в НК з питомим опором р = 0,012-0,018 Омсм, відповідно. З кривих а = f(1/T) були розраховані енергії активації стрибкової провідності. Обговорюються можливі причини виявленого ефекту. The present paper deals with studies of deformation influence on GexSi1-x (x = 0,01-0,03) whisker conduction in the temperature range 4,2-300 K. The whiskers were grown by chemical vapour deposition method in a sealed bromide system with use of Au and B dopants. The whiskers with resistivity р = 0,005-0,025 Q cm were under investigation. The values of resistivity are corresponded to impurity concentrations closed to the metal-insulator transition. The strain was imposed by the whisker mounting on specially selected substrates (quartz, copper, aluminium) with thermal expansion coefficient different from that in Si-Ge material. The ‘giant’ piezoresistance was found in the specimens at cryogenic temperatures. Estimated longital gauge factor G<111> = Ар/(роЄ) is equal to 10,000-30,000 at 4,2 K in the whiskers with resistivity р = 0,012-0,018 Q cm respectively. From the curves а = f(1/T) the activation energies for the hopping conductance in the whiskers have been calculated. Possible reasons of the obtain phenomena are discussed.