Temperature-dependence of electric and photovoltaic properties of HgTe thin film

The I–V characteristics of an illuminated thin film of HgTe and of a dark sample were recorded. The high values of the photoelectric current of the illuminated sample as the distance decreased may be due to the impurity conductivity, that can be higher than the band conduction predominating at higher incident energy. In the dark, the impurity conductivity is always low compared to the band conductivity occurring at the higher incident energy of mercury light. The low mobility and the increase of the activation energy with increasing temperature suggest that more than one conduction mechanism is involved. The high density of acceptor centres in the thin layer of HgTe may affect the conduction current in certain temperature ranges.The dielectric constant of the HgTe thin film was measured at different temperatures. The increase of the dielectric constant might be due to point defects which are Hg-vacancy or Te-interstitial acceptors. HgTe has an excess of Te and the net hole concentration (p-n) can be altered by increasing the ionized acceptor defects which migrate through the cubic crystallites to accumulate at the electrodes, giving rise to the dielectric constant.

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Zusammenfassung Die Strom-Spannungs-Charakteristik eines dünnen HgTe-Filmes wurde bei Einfall von Licht und im Dunklen registriert. Die hohen Werte des photoelektrischen Stromes der beleuchteten Probe bei abnehmenden Abstand können der durch Verunreinigungen bedingten Leitfähigkeit zugeschrieben werden, die bei größerer Einfallsenergie größer als die Bandleitfähigkeit sein kann. Im Dunklen ist die durch Verunreinigungen bedingte Leitfähigkeit immer gering im Vergleich zur Bandleitfähigkeit beim Einfall größerer Energiemengen von Hg-Licht. Die geringe Mobilität und der Anstieg der Aktivierungsenergie mit ansteigender Temperatur deuten darauf hin, daß am Vorgang mehr als nur ein Leitungsmechanismus beteiligt ist. Die hohe Dichte der Akzeptorzentren in der dünnen HgTe-Schicht beeinflußt den Leitfähigkeitsstrom in bestimmten Temperaturbereichen. Die dielektrische Konstante des dünnen HgTe-Filmes wurde bei verschiedenen Temperaturen gemessen. Der Anstieg der dielektrischen Konstante kann punktförmigen Gitterfehlern, nämlich Hg-Vakanzen oder interstitionellen Te-Akzeptoren zugeschrieben werden. HgTe hat einen Te-Überschuß, und die Gitterfehlstellenkonzentration kann durch Vermehrung der ionisierten Akzeptordefekte verändert werden, die durch die kubischen Kristallite migrieren, sich an den Elektroden anhäufen und so das dielektrische Verhalten bewirken.

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(I–V) HgTe. , , , . , . , . HgTe . HgTe. , Hg- - . (-) , , , .