Resonant levels, vacancies, and doping in $Bi_{2}Te_{3}$, $Bi_{2}Te_{2}Se$, and $Bi_{2}Se_{3}$ tetradymites
PBN-AR
Instytucja
Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej (Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie)
Informacje podstawowe
Główny język publikacji
EN
Czasopismo
Journal of Electronic Materials
ISSN
0361-5235
EISSN
1543-186X
Wydawca
Springer
Rok publikacji
2016
Numer zeszytu
7
Strony od-do
3515--3531
Numer tomu
45
Link do pełnego tekstu
Identyfikator DOI
Liczba arkuszy
1.2
Autorzy
(liczba autorów: 1)
Słowa kluczowe
EN
resonant levels
thermoelectrics
tetradymites
Open access
Tryb otwartego dostępu
Otwarte czasopismo
Wersja tekstu w otwartym dostępie
Wersja opublikowana
Licencja otwartego dostępu
Creative Commons — Uznanie autorstwa
Czas opublikowania w otwartym dostępie
Razem z publikacją
Data udostępnienia w sposób otwarty
Streszczenia
Język
EN
Treść
The electronic structure of the tetradymites, BiTe, BiTeSe, and BiSe, containing various dopants and vacancies, has been studied using first-principles calculations. We focus on the possibility of formation of resonant levels (RL), confirming the formation of RL by Sn in BiTe and predicting similar behavior of Sn in BiTeSe and BiSe. Vacancies, which are likely present on chalcogen atom sites in real samples of BiTeSe and BiSe, are also studied and their charged donor and resonant behavior discussed. Doping of vacancy-containing materials with regular acceptors, such as Ca or Mg, is shown to compensate the donor effect of vacancies, and crossover, while increasing the dopant concentration, is observed. We verify that the RL on Sn is not disturbed by chalcogen vacancies in BiTeSe or BiSe, and for the Sn-doped materials with Se or Te vacancies, double doping, instead of heavy doping with Sn, is suggested as an effective way of obtaining the resonant level. This should help to avoid smearing of the RL, a possible reason for earlier unsuccessful experimental observation of the influence of the RL on the thermoelectric properties of Sn-doped BiTeSe. Finally, we show that Al and Ga are possible new resonant impurities in tetradymites, hoping that this will stimulate further experimental studies.
Cechy publikacji
original article
peer-reviewed
Inne
System-identifier
idp:099436
CrossrefMetadata from Crossref logo
Cytowania
Liczba prac cytujących tę pracę
Brak danych
Referencje
Liczba prac cytowanych przez tę pracę
Brak danych