Propriétés électroniques du sulfure d’étain dopé avec de l’antimoin

¹ Laboratoire de Chimie Physique. Faculté des Sciences Exactes, Université de Pau, Avenue Philippon, 64016 Pau, France.
² Laboratoire de Chimie Physique, Université des Sciences et Techniques du Languedoc, Place E.-Bataillon, 34060 Montpellier, France.

Résumé

Le coefficient de Hall d’échantillons de sulfure d’étain dopé à l’antimoine, portés à l’équilibre à haute température sous pression de soufre contrôlée puis rapidement trempés, a été déterminé à température ambiante. Les valeurs obtenues, toujours positives, sont très différentes de celles relatives aux échantillons de sulfure pur et peuvent être expliquées grâce à la présence d’associations neutres (V_Sn 2 Sb)^x qui se formeraient lors de la trempe. L’étude des variations thermiques du coefficient de Hall permet d’une part d’analyser ce phénomène d’associations et montre d’autre part qu’aux températures élevées, les propriétés électroniques des sulfures pur et dopé sont identiques tandis qu’aux basses températures la conductibilité du sulfure dopé devient de type n. Ces résultats qui peuvent être expliqués à la fois par une valeur élevée de l’énergie d’ionisation des centres Sb^x et par la présence d’associations (SbSb)^x permettent également de déterminer le rapport des mobilités des porteurs de charge.

Abstract

The Hall coefficient of tin sulphide pellets doped with antimony which have been exposed to a high temperature against the pressure of sulfur vapor then quenched, has been determined at room temperature. The obtained data, always positive, are very different from the ones of pure sulphide samples and can be explained by the presence of neutral associations (V_Sn 2 Sb)^x which would be formed by the quenching. The study of the Hall coefficient against the temperature on one hand allows to analyse this phenomenon of associations and on the other hand, shows at high temperatures that the electronic properties of pure and doped sulphides are identical while at low temperatures the conductivity of the doped sulphide is n type. These data which can be explained by an important value of the ionisation energy of the centres Sbx and the presence of associations (SbSb)^x allow to determine also the ratio of the mobilities of the charge carriers.