Electrical properties of GaTe grown by various methods

Abstract

Good single crystals of gallium telluride have been grown from the melt by Bridgman-Stockbarger method, and, for the first time, from the vapour by using two methods of growth: 1) closed tube sublimation, and 2) iodine assisted chemical transport. The electrical resistivity and Hall mobility of different crystals have been measured in the temperature range from 77 to 300 °K. All the samples investigated were of p-type in the whole temperature range. The results indicate the presence of an acceptor level lying at 74 meV from the valence band in melt grown samples, while in vapour grown ones an acceptor at 152 meV is present. The parameters of these centers are determined by a best fit procedure on the basis of single-donor-single-acceptor model. The comparison between electrical and transport properties of the crystals grown from the melt and from the vapour is thoroughly discussed. Finally the value of the valence band density of states effective mass, determined for the first time for GaTe, is 0.6m_. Es wurden gute Galliumtellurid-Einkristalle aus der Schmelze nach der Bridgman-Stockbarger-Methode gezogen, und zum ersten Male aus dem Dampf mit zwei unterschiedlichen Methoden: 1) Sublimation in abgeschlossener Ampulle, und 2) durch Jod-assistierten chemischen Transport. Der elektrische Widerstand und die Hallbeweglichkeit verschiedener Kristalle wurden im Temperaturbereich von 77 bis 300 °K gemessen. Alle untersuchten Proben zeigten p-Leitung im gesamten Temperaturbereich. Die Ergebnisse zeigen die Anwesenheit eines Akzeptorniveaus bei 75 meV oberhalb des Valenzbandes in Kristallen aus der Schmelze, während in den aus der Dampfphase gezogenen Kristallen ein Akzeptor bei 152 meV gefunden wird. Die Parameter dieser Zentren werden durch beste Anpassung auf der Grundlage eines isolierten-Donator-isolierten-Akzeptor-Modells bestimmt. Der Vergleich zwischen elektrischen und Transporteigenschaften der aus der Schmelze und der Dampfphase gezogenen Kristalle wird ausführlich diskutiert. Der Wert der effektiven Valenzband-Zustandsdichte-Masse, der für GaTe zum ersten Male bestimmt wurde, beträgt 0,6 m_.