Numéro
J. Phys. Colloques
Volume 29, Numéro C4, Novembre 1968
COLLOQUE INTERNATIONAL SUR LES COMPOSÉS IV-VI
Page(s) C4-125 - C4-128
DOI http://dx.doi.org/10.1051/jphyscol:1968417
COLLOQUE INTERNATIONAL SUR LES COMPOSÉS IV-VI

J. Phys. Colloques 29 (1968) C4-125-C4-128

DOI: 10.1051/jphyscol:1968417

ELECTRICAL PROPERTIES AND BAND STRUCTURE IN Pb1-xSnxTe

H. J. ALBANY and M. OCIO

Service d'Electronique Physique, Centre d'Etudes nucléaires de Saclay, 91 - Gif-sur-Yvette, France


Abstract
Strong evidence for the existence of two valence bands in Pb0.7Sn0.3Te and Pb0.5Sn0.5Te is inferred from the observation of a kink in the variation of the Hall ratio R300 °K/R100 °K, as a function of hole concentration. This existence is also supported by the fact that the variation of the Seebeck coefficient as a function of hole concentration exhibits a minimum. Moreover, non parabolic bands are expected from our Hall mobility data, which indicate µH ~ p-1 instead of µH ~ p-1/3 for a parabolic band. According to the existence of two valence bands, the thermal energy gap behavior in Pb-rich alloys (x ≤ 0.3) is discussed. From electrical results in the intrinsic regions, the thermal energy gaps for different compositions ranging from PbTe to x = 0.3 were found to be of the same order. Taking into account the interpretation for PbTe, and in correlation with the observed behavior of the energy gap Eg, the energy separation Ev between the two valence bands V1 and V2 is expected to increase with increasing Sn content and to decrease with increasing temperature. Data on Sn-rich alloys would lead to a better appreciation of a possible shift of V2 relatively to V1 and to the conduction band with increasing Sn content.


Résumé
Il existe de fortes présomptions pour l'existence de deux bandes de valence dans Pb0,7Sn0,3Te et Pb0,5Sn0,5Te d'après l'observation d'un maximum dans la variation du rapport de Hall R300 °K/R100 °K en fonction de la concentration de trous. Cette existence est confirmée par le fait que la variation du coefficient de Seebeck en fonction de la concentration de trous possède un minimum. De plus, des bandes non paraboliques sont présumées d'après nos mesures de mobilité de Hall qui indiquent : µH ~ p-1 au lieu de µH ~ p-1/3 pour une bande parabolique. Nous discutons le comportement de la bande interdite thermique dans des alliages riches en plomb (x ≤ 0,3) dans l'hypothèse de deux bandes de valence. D'après les résultats des mesures électriques dans les régions intrinsèques, les bandes interdites thermiques pour différentes compositions allant de PbTe à x = 0,3 se sont révélées être du même ordre. En tenant compte de l'interprétation donnée pour PbTe et en corrélation avec le comportement observé de la bande interdite Eg, la séparation énergétique Ev entre les deux bandes de valence V1 et V2 devrait augmenter avec le pourcentage d'étain et décroître quand la température augmente. Des mesures sur des alliages riches en étain conduiraient à une meilleure compréhension d'un déplacement possible de V2 par rapport à V1 et à la bande de conduction quand la quantité d'étain croît.