Дослідження впливу деформації на домішкову провідність ниткоподібних кристалів германію при кріогенних температурах

Abstract

Досліджено властивості ниткоподібних кристалів (НК) германію р-типу провідності в широкому діапазоні температур - від 1,7 К до кімнатної. Ступінь легування кристалів акцепторною домішкою галію відповідав близькості до переходу метал-діелектрик (ПМД). Деформацію кристала створювали закріп¬ленням на спеціально підібраних підкладках, матеріал яких мав коефіцієнт ліній¬ного розширення (КЛР), відмінний від КЛР германію. Запропонована методика експерименту дозволила визначити коефіцієнт тензочутливості зразків, який при 4,2 К досягав до 8000. Досліджено вплив термічної деформації кристала на температурну залежність електропровідності, визначено залежність енергії активації стрибкової провідності від деформації розтягу та стиску. Зроблено практичні рекомендації щодо використання НК германію в сенсорах фізичних величин. The properties of semiconductor whiskers (SW) of p-type germanium have been studied in the wide temperature range - from 1,7 K up to the room temperature. The doping level of the crystals with the acceptor impurity of gallium corresponded to the vicinity to the metal-insulator transition (MIT). The strain was imposed by the crystal mounting on specially selected substrates with thermal expansion coefficients (TEC) different from that in germanium. Such an experimental technique let it possible to determine the gauge factor for the samples which achieved up to 8000 at 4,2 K. An influence of the thermal strain on the electrical conductivity of the crystal was studied. An activation energy for the hopping conductance as a function of the tensile and compressive strain has been determined. The practical recommendation concerning the germanium SW application in physical sensors have been elaborated.