在过去十年中,许多晶体硫族化物由于其不寻常的物理特性和键合机制而引起了人们的关注。[1–6] 对于从相变存储器件[7–9]和光子开关[10–12]到热电器件[13–17]到利用拓扑效应的原型器件[18–20]的许多应用来说,通过改变化学计量或退火等方式来调整电传输的能力至关重要。 特别是,控制电荷载流子浓度和迁移率将非常有利。 例如,对于基于拓扑绝缘体的导电表面态的器件,通常重要的是消除不需要的体载流子源以抑制体传输。 对于热电装置,需要具有精确控制载流子浓度的 n 型和 p 型材料。这些方向的努力包括对一系列三元碲化物中载流子类型的化学调节[21,22],以及在 GeSbTe (GST) 化合物(如 Ge 2 Sb 2 Te 5 )和类似的无序硫族化物中通过热退火诱导的安德森跃迁的观察[23–27]。这些硫族化物位于 IV-VI 和 V 2 VI 3 材料之间的连接线上(例如,GST 中的 GeTe 和 Sb 2 Te 3 )。在前一种情况下,[22] 化学计量变化用于诱导从电子到空穴占主导地位的电荷传输转变,而在后一种情况下,[23–27] 化学计量保持恒定,通过退火结晶相来调节无序水平,导致在增加有序性时发生绝缘体-金属转变。非晶态 GST 结晶为亚稳态、无序、岩盐状相,其中 Te 占据阴离子位置,Ge、Sb 和空位随机占据阳离子位置。通过进一步退火立方体结构可获得稳定的六方相。这三个相都是半导体,但由于自掺杂效应,即由于原生点缺陷导致导电的块状状态被空穴占据,并将费米能级移向价带最大值,因此结晶态显示出高浓度的 p 型载流子。这种现象导致非晶相和结晶相之间产生强烈的电对比,这在
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