Low-temperature electrical conductivity of ion-beam irradiated Bi–Sb films

Анотація

Сплави вісмут-сурма є одними з найбільш вивчених топологічних ізоляторів, а також мають дуже перспективні термоелектричні властивості. В аморфному стані вони виявляють надпровідність з критичною температурою в діапазоні 6,0–6,4 К. В роботі виготовлено і досліджено різні полікристалічні плівки Bi_100–xSb_x (x = 0, 5, 10, 15) та, використовуючи опромінення іонним пучком, спричинено значні пошкодження їх внутрішньої структури з метою аморфізації матеріалу. Зокрема, ми опромінювали іонами Bi в діапазоні енергій 10–30 МеВ (прискорювач іонного пучка 5 МВ тандемного типу). Охарактеризовано плівки Bi–Sb до та після опромінення з морфологічного й структурного погляду та виміряно їх питомий електричний опір від кімнатної температури до майже 2 К, щоб оцінити вплив методу виготовлення та ступеню розладу в структурі. Виявлено, що досліджувана система Bi–Sb завжди поводиться як напівпровідник з малою енергетичною щілиною, що відповідає емпіричному правилу Мейєра–Нельделя, яке співвідносить префактор провідності з експоненціальним значенням енергетичної щілини.