Оптическое поглощение, связанное с межзонными и межподзонными переходами электронов в теллуриде висмута

Abstract

При температурах 205 и 300 K исследованы спектральные зависимости коэффициента поглощения α в субмикронных образцах топологического изолятора n-Bi2Te3+ CdBr2, обладающих при высоких значениях коэффициента Зеебека оптимальными термоэлектрическими свойствами при температурах ниже комнатной. Выявлены и проанализированы составляющие спектров оптического поглощения, связанные с межзонными и межподзонными переходами электронов. Установлено, что в теллуриде висмута при понижении температуры оптические переходы электронов на пороге межзонного поглощения остаются прямыми и разрешенными. Оценены величины энергетических зазоров между абсолютными экстремумами зоны проводимости и валентной зоны, а также между основной и дополнительной подзонами зоны проводимости. Показано, что скорости их изменения с температурой противоположны по знаку. Построена энергетическая схема Bi2Te3, отвечающая экспериментальным данным. Ключевые слова: теллурид висмута, топологический изолятор, оптическое поглощение, межзонные и межподзонные переходы, энергетическая зонная схема.