Nonstoichiometry and Point Defects in PbTe

Abstract

The nostoichiometry and point-defect structure of PbTe was investigated by various methods including carrier-concentration, lattice-constant, positron-annihilation and vapour-density measurements. The results are discussed in comparison with data published by other authors. New aspects are obtained especially from high-temperature experiments. A model of nonstoichiometry and defect structure in PbTe is proposed. The stability region of PbTe is essentially broader than reported until now. The disorder takes place mainly in the Pb sublattice, i.e., there occur charged Pb vacancies (Te-rich) and Pb interstitials (Pb-rich), respectively, as well as probably additional neutral Pb interstitials in Pb-rich PbTe. Die Nichtstochiometrie und Punktdefektstruktur von PbTe wurde mit verschiedenen Methoden untersucht, u. a. durch Messungen der Ladungstragerkonzentration, der Gitterkonstante, der Positronenannihilation sowie der Dampfdichte. Die Ergebnisse werden mit denen anderer Autoren verglichen. Neue Aspekte ergeben sich insbesondere aus Hochtemperaturmessungen. Ein Modell der Nichtstochiometrie und der Defektstruktur in PbTe wird vorgeschlagen. Das Stabilitatsgebiet von PbTe ist wesentlich breiter als bisher berichtet. Die Fehlordnung tritt hauptsachlich im Pb-Untergitter auf, d. h., es existieren geladene Pb-Leerstellen (Te-reich) bzw. Pb-Zwischengitterionen (Pb-reich) sowie zusatzlich wahrscheinlich neutrale Pb-Zwischengitteratome in Pb-reichem PbTe.