$Eu^{2+}–Eu^{3+}$ valence transition in double, Eu-, and Na–doped PbSe from transport, magnetic, and electronic structure studies
PBN-AR
Instytucja
Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej (Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie)
Informacje podstawowe
Główny język publikacji
EN
Czasopismo
Physical Chemistry Chemical Physics (40pkt w roku publikacji)
ISSN
1463-9076
EISSN
1463-9084
Wydawca
The Royal Society of Chemistry
DOI
Rok publikacji
2017
Numer zeszytu
14
Strony od-do
9606--9616
Numer tomu
19
Link do pełnego tekstu
Identyfikator DOI
Liczba arkuszy
0.78
Autorzy
(liczba autorów: 8)
Pozostali autorzy
+ 7
Open access
Tryb otwartego dostępu
Otwarte czasopismo
Wersja tekstu w otwartym dostępie
Wersja opublikowana
Licencja otwartego dostępu
Creative Commons — Uznanie autorstwa-Niekomercyjne
Czas opublikowania w otwartym dostępie
Razem z publikacją
Streszczenia
Język
EN
Treść
The Eu atoms in Pb1-xEuxSe have long been assumed to be divalent. We show that p-type doping of this magnetic semiconductor alloy with Na can modify the effective Eu valence: a mixed, Eu2+-Eu3+ state appears in Pb1-x-yEuxNaySe at particular values of y. Magnetization, carrier concentration, resistivity, and thermopower of Pb1-x-yEuxNaySe are reported for a number of samples with different x and y. A pronounced increase in thermopower at a given carrier concentration was identified and attributed to the presence of enhanced ionized impurity scattering. A strong decrease in the hole concentration is observed in Pb1-yNaySe when Eu is added to the system, which we attribute to a Eu2+-Eu3+ selfionization process. This is evidenced by magnetization measurements, which reveal a significant reduction of the magnetic moment of Pb1-xEuxSe upon alloying with Na. Further, a deviation of magnetization from a purely paramagnetic state, described by a Brillouin function, identifies antiferromagnetic interactions between the nearest-neighbor Eu atoms: a value of J(ex)/k(B) = -0.35 K was found for the exchange coupling parameter. The conclusion of a Eu2+-Eu3+ self-ionization process being in effect is supported further by the electronic structure calculations, which show that an instability of the 4f(7) configuration of the Eu2+ ion appears with Na doping. Schematically, it was found that the Eu 4f levels form states near enough to the Fermi energy that hole doping can lower the Fermi energy and trigger a reconfiguration of a 4f electronic shell.
Cechy publikacji
original article
peer-reviewed
Inne
System-identifier
idp:105523
CrossrefMetadata from Crossref logo
Cytowania
Liczba prac cytujących tę pracę
Brak danych
Referencje
Liczba prac cytowanych przez tę pracę
Brak danych