ОТ Индукции (когда управляющий ток течет вдоль оси [Ш])-Браунерсройтер, Курт и Липман [Д. 51], изучая поведение коэффициента Холла в сильных магнитных полях, показали, что значения Rh уменьщаются в диапазоне полей 40-170 кгс (рис. 3-27). Имея достаточно большую подвижность, антимонид индия характеризуется большими значениями эффекта магннтосопрогивлеиия. Эффект этот изучался Вайсом и Велькером [Л. 495]. В согласии с позднее

разработанной теорией [Л. 297] установлена сильная зависимость отношения RbIRu от формы пластинки, что и показано на рис. 3-28. Величина Rn/Ro в случае образца в виде диска Коронно примерно в 5 раз больше, чем в случае длинного четырехугольного образца. Вайс и Велькер проводили измерения на материа.те с подвижностью 40 ООО сж-/в • сек. Более поздние измерения [Л. 200] показали, что в материале с подвижностью 78 ООО сл/е • сек удельное сопротивление в образце с формой диска Корбиио возрастает примерно в 27 раз. Температурная зависимость эффекта магнитосопротивления в InSb п-типа и в поле с напряженностью 7 500 э показана на рис. 3-29 [Л. 495]. Работа Рупрехта, Вебера и Вайса [Л. 414] бьла посвя1цена изучению анизотропии эффекта Гаусса в монокристаллах nSb. Некоторые результаты этой работы приводятся на рис 3-30-3-32 [Л. 414]. На рис. 3-30 показана зависимость поперечного эффекта магнитосопротивления от концентрации свободных электронов. Параметром является кристаллографическая ориентация образца. Оказывается, что если образец в форме , прямоугольного параллелепипеда вырезан так, что ток течет вдоль оси [111], то зависимость Ар/ро от концентрации невелика. В случае двух других приведенных ориентации эффект Гаусса сильно уменьшается по мере возрастания ко1щентрации.

Распределение величины поперечного эффекта магнитосопротивления в монокристалле, вытянутом в направлении [111], показано на рис. 3-31. Видно, что анизотропия проявляется в сильно вы-

Рис. 3-30. Зависимость эффекта магнитосопротивления от концентрации носителей тока при разных ориентациях образцов [Л. 414].

0 Ш

f„ =-Цгм Vn Sfiigj -- WOOOee

Рис. 3-31. Анизотропия эффекта магнитосопротивления в кристалле InSb, вытянутом в на-правлоши оси [111]. 58

раженной форме. На рис. 3-32 приводится зависимость эффекта магнитосопротивления от угла между током, питающим образец, и магнитным полем. В упоминавшейся уже работе [Л. 51] показано, что эффект магнитосопротивления в интервале полей От 10 до 170 кгс возрастает согласно уравнению

, „ 120

УгоА между I и В

Рис. 3-32. Зависимость эффекта магнитосопротивления в InSb от угла между током и индукцией [Л. 414].

и, следовательно, отличается от теоретической зависимости с показателем 2.

Термоэлектрические свойства InSb изучали Тауц и Матиас {Л. 467]. Они обнаружили незначительную температурную зависимость коэффициента ф в образцах с концентрацией порядка 10 см-. При комнатной температуре коэффициент ф достигает значения 0,2 мв/град. Температурная зависимость коэффициента <р представлена на рис. 3-33 [Л. 467].

Из терыомагнитных свойств InSb известными являются только данные, касающиеся поперечного эффекта Нернста-Эттингсгаузена и эффекта Риги-Ледюка. На рис. 3-34 представлена зависимо;ТЬ коэффициента Q- от когщентрация носителей при комнатной температуре, составленная по результатам ряда работ [Л. 399, 400, 536, 593, 597]. Из этой зависимости видно, что существует материал с п=10 см~, в котором эффект Нернста-Эттингсгаузена не наблюдается. Зато величина коэффициента Q-L растет с чистотой материала. Те.мпературная характеристика для одного образца InSb с п=7,3 • 10б см- (р = 43 500 см/в-сек) приведена на рис. З-Зб [Л. 597]. Кроме сильной температурной зависимости, видна значительная зависимость формы кривых от величины напряженности магнитного поля.

чкб/град

Рис. 3-33. Температурная зависимость термо-э. д. с. в образцах InSb различной степени чистоты [Л. 467] (цифры 31, 32 -номера испытанных образцов).

S/град-гс

Рис. 3-34. Зависимость коэффициента Эттингсгаузена от концентрации п носителей тока в InSb.

о о-[Л. 583]; пп-[Л. 399].

Рис. 3-35. Зависимость коэффициента Эттингсгаузена от температуры и напряженности магнитного поля в InSb {Л. 597]

Рис. 3-36. Зависимость коэффициента Риги-Ледюка от температуры и подвижности носитсчей тока в InSb [Л. 327].

/ - д=77 200 CMIe сек; 2 - ц- -30 800 сл/в • сек; 3 - ц,-. = 15 600 смУв-сек.

Эффект Риги -Ледюка в InSb изучал Метте [Л. 327]. Он определил температурную зависимость коэффициента S и показал различный ее ход для образцов с разными значениями подвижности. Если при температуре 100°К кривые 5(7") для разных образцов подобны, то при комнатной температуре значения коэффициента S в материале с подвижностью 77 200 CMje сек были в 3 раза больше, чем в материале с м.= 15 600 см/в-сек (рис. 3-36). Метте также обнаружил сильную зависимость коэффициента S от индукции (рис. 3-37).

3-4. СВОЙСТВА АРСЕНИДА ИНДИЯ

Рис. 3-37. Зависимость коэффициента Риги-Ледюка от индукции магнитного поля в InSb [Л. 327].

Арсенид индия InAs также относится к группе полупроводниковых соединений типа А"-В. Однако большая ушрина запрещенной зоны и связанные с этим иные физические

свойства позволяют использовать его для создания датчиков Холла значительно шире, чем InSb. Основные физические величины, характеризующие этот материал, собраны в табл. 3-5.

Таблица 3-5

Основные физические свойства арсенида индия

Рис. 3-38. Температурная зависимость удельного сопротивления в InAs [Л. 127].

100 "С

Рис. 3-39. Температурная зависимость коэффициента Холла в InAs [Л. 127.

Основные электрические свойства InAs изучали Фолберт и его сотрудники (Л. 126-128]. Ряд информационных данных можно также найти в других публикациях [Л. 180, 423, 449, 499]. Температурные зависимости удельного сопротивления и коэффициента Холла говорят о возможности использования этого материала для изготовления датчика Холла смУвсек (Р"=- 3-38 и 3-39 [Л. 127]). Ар-

- сенид индия с концентрацией

носителей 7 • 10 с.ч- отличается небольшими изменениями Rh в диапазоне температуры О-100° С. На рис. 3-40 [Л. 200] показана зависимость подвижности при комнатной температуре от концентрации примесей. Можно заметить, что подвижность в этом материале достигает значения порядка 30 000 с.и/б-сек, уступая таким образом, только подвижности в InSb.

Исследования Браунерсрои-тера, Курта и Липмана [Л. 51] .показали, что коэффициент Холла (в материале с Rh - = 100 cmjk) не зависит от индукции в диапазоне от О до 170 кгс.

Эффект магнитосопротивления в InAs изучался Вайсом (Л. 489] и авторами вышеупомянутой работы [Л. 51] в прямоугольных образцах. Ход характеристики сГо/сГв=/(5) для образна с размерами. 20X2X0,1 ми [Л. 51] показан на рис. 3-41. Для индукции В=\йкгс увеличение удельного сопротивления достигает примерно 100%.

Термо-э. д. с. ъ InAs изучали Вайс {Л. 489а], а также Гашим-заде и Кесаманлы [Л. 575]. На рис. 3-42 показан ход температур-

Рис. 3-40. Зависимость подвижности электронов от их концентрации в InAs [Л; 200].

О - образцы, не прошедшие термообработку; X - образцы после термообработки.

Рис. 3-41. Зависимость <То/сГв от магнитной индукции в InAs [Л. 51].

Рис. 3-42. Температурная зависимость термо-э. д. с. в InAs [Л. 489а].

Л-/?„ = 185 см?1к; в, с-140 смЦк-у D-9 £-3.9 ел( с.

них зависимостей коэффициента ф по данным работы Вайса. Эти зультать получены н7 образцахс разной концентрацией электронов Вблизи комнатной температуры величина Ф изменяется незна-чительно со скоростью ие более 0,4 мв1град. Зависимость термо-

ме/град

Рис. 3-43. Зависимость термо-э. д. с. от концентрации носителей тока в InAs [Л. 489а и 575].

Рис. 3-44. Температурнаи зависимость коэффициента Нернста- Эттингсгаузена в InAs [Л. 592].

я, еле»: /-7-10»; 2-1.5 10"; 3-3 • 10»: < - 9 • 10".

Рис. 3-45. Зависимость коэффициента Нернста - Эттингсгаузена от концентрации носителей тока в InAs [Л. 592].

э. д. с. от Концентрации носителей тока, взятая из работ (Л. 489а, 575], приводится на рис. 3-43.

Что касается тер.момагннтных явлений, то имеются данные исследований только поперечного эффекта Нернста-Эттингсгаузена [Л. 592]. В этой работе изучался InAs п-типа с концентрациями от 7X10" до 9x10 см. На рис. 3-44 и рис. 3-45 приведены температурная зависимость коэффициента и его зависимость от концентрации носителей при комнатной температуре. Из приведенных характеристик видно, что в InAs коэффициент Q- принимает значения, Л1еиьшие, чем в аналогичн>.1х условиях в InSb.

3-5. СВОЙСТВА АРСЕНИДА-ФОСФИДА ИНДИЯ

Соединение арсенид-фосфид индия (InAsP) является материалом с более сложной структурой, чем материалы, о которых гово рилось ранее. Оно состоит из трех элементов; мышьяка, фосфора и индия, входящих в состав двух соединений - описанного в предыдущем разделе арсенида индия и фосфида индия. Так как фосфид индия при обычно больших значениях коэффициента Холла и лучших температурных характеристиках имеет значительно более низ-