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espalhamento de portadores começam a limitar a mobilidade com o aumento deconcentração. A mobilidade saturou em valores cada vez menores, como esperado, namedida em que a concentração de elétrons aumentou. A mobilidade caiu de 4x10 5cm 2 /Vs, para uma amostra sem dopagem, para 4x10 3 cm 2 /Vs, para a amostra comconcentração de elétrons de 3,9x10 19 cm -3 . Comparando os valores de mobilidadeencontrados aqui com os valores encontrados em Ueta et al., (1997), percebe-se valorescoerentes entre os dois trabalhos. A transição para puro metal, relatado no trabalho deUeta et al., (1997), não foi observado aqui já que essa transição necessita de níveis dedopagem acima de 10 20 cm -3 .PbTe:Bi77 K10 -310 -3 10 17 10 18 10 19 10 20 10 -4ρ ( Ω.cm )10 -410 17 10 18 10 19 10 20n (cm -3 )FIGURA 5.6 - Resistividade em função da densidade de elétrons a 77 K para amostrasde PbTe dopadas com diferentes concentrações de Bi.Para determinar os níveis de dopagem mais adequados para as camadas de contato dePbTe-n + nas estruturas de BD, a resistividade a 77 K é mostrada na Figura 5.6 emfunção da concentração de elétrons. A resistividade cai de aproximadamente 3x10 -3 paracerca de 6x10 -5 Ω⋅cm com o aumento da concentração de elétrons de cerca de 2x10 1794
para 1x10 19 cm -3 e aumenta suavemente à medida que a concentração se eleva a partirdeste ponto. Portanto, camadas de PbTe com valores n > 10 19 cm -3 já apresentammenores valores de resistividade e são adequados para as camadas de contato daestrutura de BD.Com a finalidade de avaliar possíveis alterações na estrutura cristalina do material emconseqüência da adição de Bi, varreduras-ω, rocking curves, foram medidas em tornodo pico de difração de Bragg (222) do PbTe para as amostras dopadas com Bi,utilizando o difratômetro Philips X’Pert MRD na configuração mostrada na Figura 4.7.A largura à meia altura (FWHM, full-width at half-maximum) dos rocking curves ésensível às discordâncias e outros defeitos presentes na amostra e por isso é tomadacomo critério para a qualidade cristalina. Os valores de FWHM variaram aleatoriamenteentre 70 e 140 arcos de segundo, mostrando não haver influências do Bi sobre adensidade de discordância. Os resultados indicam que a redução de mobilidade embaixas temperaturas é somente devido ao aumento de concentração de elétrons. Ueta etal., (1997) observou em seu estudo de dopagem de PbTe com Bi que somente acima deconcentrações da ordem de 10 20 cm -3 são observadas variações no parâmetro de rede dofilme, ocasião em que o FWHM aumenta linearmente com o conteúdo de Bi. Abaixodesses níveis o FWHM apresenta valores em torno de 50 arcos de segundos, comparávelcom os valores medidos em amostras não dopadas. Os principais resultados do estudode dopagem de PbTe por Bi encontram-se no artigo Anjos et al., (2004) do Apêndice A.5.1.3 Camadas de referência de Pb 1-x Eu x TeNo crescimento das amostras de referência de Pb x Eu 1-x Te foram utilizadas cargassólidas de PbTe, Te e Eu introduzidas nas células de efusão de PbTe, Te(1), Te(2) e Eu.A utilização de uma célula extra de telúrio, Te(2), é necessária para se controlar ofornecimento adicional de Te durante o crescimento da liga de PbEuTe (SPRINGHOLZet al.,1993, YUAN et al., 1994). Crescimentos preliminares demonstraram que acaracterística de nucleação tridimensional é observada nos padrões de RHEED ao longode todo o crescimento, quando a célula extra de Te não é utilizada ou quando seu fluxoé insuficiente. A proporção entre os fluxos de Te e Eu, BEP Te /BEP Eu , mais adequada foi95
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espalhamento <strong>de</strong> portadores começam a limitar a mobilida<strong>de</strong> com o aumento <strong>de</strong>concentração. A mobilida<strong>de</strong> saturou em valores cada vez menores, como esperado, namedida em que a concentração <strong>de</strong> elétrons aumentou. A mobilida<strong>de</strong> caiu <strong>de</strong> 4x10 5cm 2 /Vs, para uma amostra sem dopagem, para 4x10 3 cm 2 /Vs, para a amostra comconcentração <strong>de</strong> elétrons <strong>de</strong> 3,9x10 19 cm -3 . Comparando os valores <strong>de</strong> mobilida<strong>de</strong>encontrados aqui com os valores encontrados em Ueta et al., (1997), percebe-se valorescoerentes entre os dois trabalhos. A transição para puro metal, relatado no trabalho <strong>de</strong>Ueta et al., (1997), não foi observado aqui já que essa transição necessita <strong>de</strong> níveis <strong>de</strong>dopagem acima <strong>de</strong> 10 20 cm -3 .<strong>PbTe</strong>:Bi77 K10 -310 -3 10 17 10 18 10 19 10 20 10 -4ρ ( Ω.cm )10 -410 17 10 18 10 19 10 20n (cm -3 )FIGURA 5.6 - Resistivida<strong>de</strong> em função da <strong>de</strong>nsida<strong>de</strong> <strong>de</strong> elétrons a 77 K para amostras<strong>de</strong> <strong>PbTe</strong> dopadas com diferentes concentrações <strong>de</strong> Bi.Para <strong>de</strong>terminar os níveis <strong>de</strong> dopagem mais a<strong>de</strong>quados para as camadas <strong>de</strong> contato <strong>de</strong><strong>PbTe</strong>-n + nas estruturas <strong>de</strong> BD, a resistivida<strong>de</strong> a 77 K é mostrada na Figura 5.6 emfunção da concentração <strong>de</strong> elétrons. A resistivida<strong>de</strong> cai <strong>de</strong> aproximadamente 3x10 -3 paracerca <strong>de</strong> 6x10 -5 Ω⋅cm com o aumento da concentração <strong>de</strong> elétrons <strong>de</strong> cerca <strong>de</strong> 2x10 1794