Аннотация
УДК 539.261.1
В монокристаллических пленках и нитях висмута происходит переход полуметалл-полупроводник (ПМПП) благодаря эффекту размерного квантования (ЭРК), который модифицирует фононный спектр, что может представлять практический интерес. Эффект в большей степени может проявляться в нанострук-турах на основе сплавов Bi1-xSbx в полуметаллической фазе (x < 0,04), где имеет место минимальное перекрытие L и Т зон. В данной статье представлены экспериментальные результаты исследований электронного транспорта, термоэлектрических свойств, осцилляций Шубникова де Гааза (ШдГ) пленок Bi-Sb (0 < x < 0,04) выращенных термическим напылением в вакууме и нанонитей в стеклянной оболочке, изготовленных усовершенствованным методом Улитовского-Тейлора. Результаты рентгеноструктурного анализа показали, что у монокристаллических пленок тригональная ось ориентирована перпендикулярно плоскости подложки, а одиночные нити Bi-2ат.%Sb с диаметрами 100–1000 нм представляют собой монокристаллы с ориентацией (1011) вдоль оси нити. Исследования ШдГ осцилляций нитей Bi-2ат.%Sb с диаметрами d > 600 нм показали, что перекрытие L и Т зон в 2 раза меньше, чем в чистом Bi. Температурные зависимости сопротивления R(T) тонких полуметаллических пленок Bi-3ат.%Sb и нитей Bi-2ат.%Sb показывают полупроводниковую зависимость с уменьшением диаметра. Переход (ПМПП), индуцированный размерным квантованием наблюдался при диаметрах почти в 5 раз больших, чем в аналогичных образцах чистого висмута. Этот экспериментальных факт позволяет с одной стороны продвинуться в область более высоких температур (для наблюдения КРЭ), а с другой стороны разделить эффекты, связанные с размерным квантованием и поверхностными состояниями. В полуметаллических пленках Bi1-xSbx обнаружено сжимающее действие подложки из слюды, и растягивающее подложки из полиимида в направлении перпендикулярном плоскости пленки, что может служить дополнительным фактором управления переходом (ПМПП). Также обсуждается вопрос термоэлектрических свойств нитей для оптимизации и использования их в термоэлектричестве.
Ключевые слова: нанонити, пленки, переход полуметалл-полупроводник, квантовый размерный эффект, термоэлектричество.