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砷化锑:SbAs 化合物中的化学有序

材料科学 2013-04-11 v1

摘要

半金属 V 族元素由于存在较小的间接能带重叠,导致在费米能级处具有数量相对较少但相等的空穴和电子,且迁移率较高,因而展现出丰富的关联电子现象。它们的电子成键特性产生了一种独特的晶体结构,即菱方 A7 结构,该结构可容纳每个位点上的孤对电子。在此,我们表明 A7 结构可以表现出 Sb 和 As 的化学有序,而此前人们认为它们是随机混合的。我们通过对 SbAs 化合物进行单晶和高分辨率同步辐射 X 射线衍射,以及中子和 X 射线对分布函数分析,完成了结构表征。所有最小二乘法精修结果均表明 Sb 和 As 存在有序排列,形成了无反演对称性的 GeTe 型结构。高温衍射研究揭示了约 550 K 处存在一个有序化转变。输运和红外反射率测量,结合第一性原理计算,证实 SbAs 是一种半金属,尽管其直接能带分离大于 Sb 或 As。由于半金属中即使微小的取代( notably Bi_{1-x}Sb_x)也能打开半导体能隙,因此有必要进一步研究 A7 晶格上化学有序与电子结构之间的相互作用。

关键词

引用

@article{arxiv.1210.1986,
  title  = {Antimony arsenide: Chemical ordering in the compound SbAs},
  author = {Daniel P. Shoemaker and Thomas C. Chasapis and Dat Do and Melanie C. Francisco and Duck Young Chung and S. D. Mahanti and Anna Llobet and Mercouri G. Kanatzidis},
  journal= {arXiv preprint arXiv:1210.1986},
  year   = {2013}
}

备注

9 pages, 8 figures