Publisher Summary The chapter presents a study on relations between the concentrations of imperfections in crystalline solids. Many properties of crystalline solids, such as the electronic or ionic conductivity, the color, the luminescence, and the magnetic susceptibility are determined by the presence of imperfections. Generally, six types of primary imperfections are distinguished; namely phonons, electrons and holes, excitons, vacant lattice sites and interstitial atoms or ions, foreign atoms or ions in either interstitial or substitutional positions, and dislocations. In addition atoms of the base crystal may be present at lattice sites normally occupied by other atoms. Five types of primary imperfections—namely, electrons and holes, vacant lattice sites, interstitials, misplaced lattice atoms, and foreign atoms—are discussed in this chapter. The chapter presents a new treatment of these problems by making use of a graphical representation. This treatment, together with the use of a band scheme for the electronic energy levels, greatly facilitates the application of the theory and the deduction of conclusions from it. Apart from a few exceptions, binary nonmetallic compounds of the formula M X will be considered almost exclusively. Here M indicates an element of a more electropositive character (metal) and X an element of a more electronegative character.

Relations between the Concentrations of Imperfections in Crystalline Solids

Here, we present a hot injection synthesis of colloidal Ag chalcogenide nanocrystals (Ag2Se, Ag2Te, and Ag2S) that resulted in exceptionally small nanocrystal sizes in the range between 2 and 4 nm. Ag chalcogenide nanocrystals exhibit band gap energies within the near-infrared spectral region, making these materials promising as environmentally benign alternatives to established infrared active nanocrystals containing toxic metals such as Hg, Cd, and Pb. We present Ag2Se nanocrystals in detail, giving size-tunable luminescence with quantum yields above 1.7%. The luminescence, with a decay time on the order of 130 ns, was shown to improve due to the growth of a monolayer thick ZnSe shell. Photoconductivity with a quantum efficiency of 27% was achieved by blending the Ag2Se nanocrystals with a soluble fullerene derivative. The co-injection of lithium silylamide was found to be crucial to the synthesis of Ag chalcogenide nanocrystals, which drastically increased their nucleation rate even at relatively low g...

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Infrared Emitting and Photoconducting Colloidal Silver Chalcogenide Nanocrystal Quantum Dots from a Silylamide-Promoted Synthesis

Nanocrystals of Ag2E (E = Se, Te) were prepared using the polyol reduction method under sonochemical irradiation. Particles were characterized using TEM, HRTEM, SEM, and XRD. The optical properties of the products were studied using photoacoustic spectroscopy (PAS). The differences between the as-prepared samples and single crystals and method of the nanoparticle formation are discussed.

Preparation and Characterization of Ag2E (E = Se, Te) Using the Sonochemically Assisted Polyol Method

Narrow Gap Semiconductors

Silver movements in Ag2Te thin films: Switching and memory effects

Das Silbertellurid Ag2Te erfährt bei 150° C eine Phasenumwandlung, die mit einer starken Änderung der elektrischen Eigenschaften verknüpft ist. Ausgedehnte Untersuchungen über die T-Abhängigkeit der elektrischen Leitfähigkeit und der galvanomagnetischen Effekte an stöchiometrischen n-leitenden Proben der Tieftemperatur- oder β-Phase lassen auf eine kovalent-metallische Bindung schließen. Fremdatome aus der 4. Spalte (Ge, Sn) und der 5. Spalte (Sb) des Perodischen Systemes haben großen Einfluß auf die Ladungsträger-Konzentration und die Beweglichkeit μ (z. B. in Ag2Te + 1,87 Gew.-% Ag2Ge: µ = 6400 cm2/Vsec, gegenüber 5000 cm2/Vsec in reinem Ag2Te bei 295° K). Bei der Hochtemperatur- oder α-Phase folgt aus der Temperatur- und Stromdichte-Abhängigkeit der Hall-Spannung, daß sich außer Elektronen nach Maßgabe des Te-Überschusses auch Ag-Ionen am Leitungsmechanismus beteiligen. Die ausgeprägte Aktivierungsenergie von 0,98 eV wird im Zusammenhang mit Temperversuchen an Ag2Te in Te-Dampf bei hohen Temperaturen gedeutet. Die Meßergebnisse für die exponentielle T-Abhängigkeit der Beweglichkeit werden an Hand der neuen Theorie von Howarth und Sondheimer für polare Halbleiter diskutiert. Das führt auf die kleine scheinbare Masse m* = 0,4 m. Die Bestimmung des Bandabstandes bei der β-Phase ist wegen der bei 150° C eintretenden Phasenumwandlung aus Leitfähigkeits-Temperaturkurven nicht möglich. Man ist daher auf optische Methoden angewiesen. So wird die Breite der verbotenen Zone aus der Absorptionskante des β-Ag2Te an auf Quarz und Steinsalz aufgedampften dünnen Schichten ermittelt. Dabei werden Ergebnisse über Reflexions- und Transmissionsmessungen von 1 bis 13 µ mitgeteilt. Die sorgfältige Überprüfung der Struktur, des Fehlordnungsgrades und der Stöchiometrie der dünnen Schichten durch röntgenographische, elektrische und optische Messungen sowie der Einfluß einer Wärmebehandlung auf die Absorptionskante werden im Zusammenhang mit den Meßkurven diskutiert. Die optischen Konstanten sind für die zehn besten der über fünfzig untersuchten Schichten aus den exakten transzendenten Gleichungen der Maxwellschen Theorie berechnet worden. Als Grenzwellenlänge der Absorption ergibt sich ein Wert von 1,85 µ entsprechend 0,67 eV. Der Brechungsindex noo beträgt 3,4.

Joachim Appel

Papers

Über elektrische und optische Eigenschaften des Silbertellurids Ag2Te