egião <strong>de</strong> solubilida<strong>de</strong> na vizinhança da composição estequiométrica é mostrada emuma escala expandida na Figura 2.2(b) para o <strong>PbTe</strong>. Os <strong>de</strong>feitos pontuais causados porpequenos <strong>de</strong>svios da estequiometria <strong>de</strong>terminam as proprieda<strong>de</strong>s elétricas nestescompostos. De acordo com o mo<strong>de</strong>lo <strong>de</strong> <strong>de</strong>feitos (PARADA, 1971), vacâncias <strong>de</strong> metalou <strong>de</strong> calcogênio criam níveis ressonantes na banda <strong>de</strong> valência ou <strong>de</strong> condução comoconseqüência da forte perturbação causada no cristal. Uma vacância <strong>de</strong> Pb cria doisburacos na banda <strong>de</strong> valência, levando a um material tipo-p, e uma vacância <strong>de</strong> Te criadois elétrons na banda <strong>de</strong> condução, formando um material tipo-n. Os átomosintersticiais também po<strong>de</strong>m ser eletricamente ativos, o Pb intersticial contribui comburacos e o Te intersticial é normalmente neutro (HEINRICH, 19<strong>80</strong>). O diagrama <strong>de</strong>fase mostrado na Figura 2.2 (b) é inclinado para o lado rico em Te, ou lado p,apresentando um <strong>de</strong>svio maior. No caso da liga ternária <strong>de</strong> Pb 1-x Sn x Te esse <strong>de</strong>svioaumenta com a concentração crescente <strong>de</strong> estanho.(a)(b)FIGURA 2.2 - (a) Diagrama <strong>de</strong> fase temperatura versus composição para o compostoPb 1-y Te y . Este composto só existe em torno da linha estequiométricay = 0,5. O diagrama <strong>de</strong> fase em torno da região estequiométrica émostrado em uma escala expandida no painel (b).O monitoramento do <strong>de</strong>svio da estequiometria é, portanto utilizado para controlar o tipoe a concentração <strong>de</strong> portadores nestes materiais. Dopagens intrínsecas da or<strong>de</strong>m <strong>de</strong>10 17 cm -3 são naturalmente obtidas, sendo muito difícil obter materiais com níveis <strong>de</strong>dopagem menores que 10 16 cm -3 . Como as proprieda<strong>de</strong>s elétricas são <strong>de</strong>terminadas porníveis ressonantes <strong>de</strong>ntro das bandas, não há o congelamento <strong>de</strong> portadores a baixastemperaturas nestes materiais. A concentração <strong>de</strong> portadores varia muito pouco com a38
temperatura. Devido a este fato e à alta constante dielétrica, que blinda o espalhamentopor impurezas ionizadas, altas mobilida<strong>de</strong>s, 10 6 cm 2 /Vs, são observadas para o <strong>PbTe</strong> abaixas temperaturas.A Figura 2.3 mostra a energia do gap versus o parâmetro <strong>de</strong> re<strong>de</strong> para os principaiscalcogenetos <strong>de</strong> Pb juntamente com os calcogenetos <strong>de</strong> Eu. A seta indica a constante <strong>de</strong>re<strong>de</strong> do substrato <strong>de</strong> BaF 2 . A linha sólida representa uma <strong>de</strong>pendência linear e apontilhada a <strong>de</strong>pendência não-linear da constante <strong>de</strong> re<strong>de</strong> e da energia do gap com acomposição das ligas <strong>de</strong> interesse. Como o EuTe possui uma energia <strong>de</strong> gap <strong>de</strong> 2,25 eV,muito maior que a do <strong>PbTe</strong> <strong>de</strong> 0,32 eV, pequenas concentrações <strong>de</strong> Eu na liga, na faixa<strong>de</strong> 5%, já são suficientes para formar <strong>barreira</strong>s <strong>de</strong> potencial <strong>de</strong> até 150 meV na banda <strong>de</strong>condução e <strong>de</strong> valência do <strong>PbTe</strong>.5,7 5,8 5,9 6,0 6,1 6,2 6,3 6,4 6,5 6,6 6,72,577 KEuTe2,5Energia do gap (eV)2,01,51,00,5EuSPbSPbSeEuSe<strong>PbTe</strong>2,01,51,00,50,0BaF 2SnTe0,05,7 5,8 5,9 6,0 6,1 6,2 6,3 6,4 6,5 6,6 6,7Constante <strong>de</strong> re<strong>de</strong> (Å)FIGURA 2.3 - Energia do gap versus a constante <strong>de</strong> re<strong>de</strong> para os sais <strong>de</strong> chumbo e oscalcogenetos <strong>de</strong> Eu.A introdução <strong>de</strong> um elemento magnético como o Eu na re<strong>de</strong> cristalina <strong>de</strong> umsemicondutor, como os compostos IV-VI, forma os chamados semicondutoresmagnéticos diluídos. Estes materiais apresentam proprieda<strong>de</strong>s interessantes para39
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As máscaras utilizadas para deposi
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Au são soldados aos terminais do c
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Springholz, G.; Molecular beam epit