Электрические и оптические свойства кристаллов Hg$_3$In$_2$Te$_6$, легированных марганцем

На основе электрических и оптических измерений исследовано влияние примеси марганца на свойства кристаллов Hg$_3$In$_2$Te$_6$. Показано, что, несмотря на большую концентрацию введенной примеси (1 $\cdot$ 10$^{19}$ см$^{-3}$), порядок концентрации электронов остается таким же, как в нелегированном кристалле ($\sim$ 10$^{13}$ см$^{-3}$ при 300 K). При этом наблюдается сужение запрещенной зоны от 0.74 до 0.7 эВ. Из анализа спектров поглощения установлено, что край поглощения формируется оптическими переходами с участием хвостов плотности состояний, а в запрещенной зоне образуются две примесные зоны, донорного и акцепторного типов, с гауссовым распределением плотности состояний и энергетическим промежутком между максимумами $E_0=E_d^0-E_a^0$ = 0.4 эВ. Определены суммарная концентрация доноров и акцепторов $N_d+N_a$ и степень компенсации: $K=N_a/N_d\to1$. Последнее является причиной стабилизации уровня Ферми вблизи середины запрещенной зоны и квазисобственного характера проводимости при температурах $T\ge$ 300 K.