高温・高圧下で金属化した液体Se-Teのホール係数と交流伝導度

高温高压液态Se-Te金属化的霍尔系数和交流电导率

• 批准号: 09740274
• 负责人: 池本 弘之
• 金额: $ 1.28万
• 依托单位: University of Toyama
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• 财政年份: 1997
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 1997 至 1998
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-09740274/
• 关键词: 液体; カルコゲン; ホール係数; 金属; 高温; 液体カルコゲン; 高温・高圧

液体テルルは半導体に特有な共有結合でつながった鎖状構造を有するが、融点直上で金属的な振る舞いを示す。正符号の熱電能からキャリアーは電子ではなく正孔であると考えられるが、ホール係数の符号は負である。この謎に迫るFriedman.Eminによる理論的考察に従えば、ホール係数の符号は、鎖を構成する原子の幾何学的配置を反映したキャリアーの運動経路に左右される。我々は、液体テルル混合系のホール係数を測定することにより、この系の伝導機構について検討を加えた。中性子散乱実験や密度測定などから、鎖間相互作用が液体テルル混合系で重要であることが明らかにされている。我々は、鎖間相互作用と伝導機構の関係を調べることを目的として、鎖をブリッジさせるべくAsを添加した液体Te・As系と、鎖を孤立させるべくSeを添加した液体Te・Se系のホール係数測定を行った。As.Seを添加すると、ともにホール係数は大きく増加し、また温度上昇と共に急激に減少して液体Teのホール係数の値に近づいていく。液体Teのホール移動度が温度によらずほぼ一定であるのに対し、混合系では大きく温度変化する。電気伝導度とホール係数の両対数プロットを行うと、液体Te-Se系では組成によらずほぼ同じ直線上にのるのに対し、液体Te・As系では2つの領域に別れる。低伝導度領域では組成ごとに異なるホール係数値を示して変化が小さいのに対し、モットの最小金属伝導度を越えて金属領域に入るとホール係数は急激に減少する。これは、液体Te・Se系が半導体領域でも金属領域でも同じ鎖状構造を基本構造としているのに対し、液体Te・As系では低伝導度領域でネットワーク構造、金属領域で鎖状構造とその構造が変化するためと考えている。大型放射光施設において行ったEXAFS測定から求めた配位数の温度変化にもこの傾向が現れている。

液态碲具有由共价键连接的链状结构，这是半导体的典型特征，但它的行为就像刚高于其熔点的金属。热电势的正号表明载流子是空穴而不是电子，但霍尔系数的符号为负。根据弗里德曼和艾敏对这个谜团的理论研究，霍尔系数的符号取决于载流子运动路径，它反映了组成链的原子的几何排列。我们通过测量霍尔系数研究了这种液态碲混合物系统的传导机制。中子散射实验和密度测量表明，链间相互作用在液态碲混合系统中很重要。为了研究链间相互作用和传导机制之间的关系，我们研究了两种类型的液体：液体Te/As系统，其中添加As来桥接链，以及液体Te/Se系统，其中添加Se来隔离链。进行了霍尔系数测量。当添加As.Se时，霍尔系数大大增加，并且随着温度的升高，迅速减小并接近液态Te的霍尔系数值。尽管液态 Te 中的空穴迁移率几乎恒定，与温度无关，但在混合系统中，温度变化显着。当绘制电导率与霍尔系数的关系图时，无论成分如何，在液态 Te-Se 体系中这两个区域几乎位于同一直线上，但在液态 Te-As 体系中它们被分成两个区域。在低电导率区域，霍尔系数值根据成分的不同而变化，且变化较小，而一旦超过莫特最小金属电导率并进入金属区域，霍尔系数迅速下降。这是因为液态Te/Se体系在半导体和金属区域具有相同的基本链结构，而液态Te/As体系在低电导率区域具有网络结构，在金属区域具有链结构，我认为这是因为。结构发生变化。这种趋势也出现在由大型同步加速器辐射设施进行的 EXAFS 测量确定的配位数的温度变化中。