Anomalous composition dependence of the dielectric constant in bismuth‐antimony alloys due to disorder‐induced indirect interband polarization processes

Abstract

The strong increase of the dielectric constant observed at a critical antimony concentration in semiconducting bismuth-antimony alloys is interpreted in terms of a purely electronic interband polarization enhanced by vanishing of the thermal energy gap. The dominant indirect transitions between conduction and valence band states near the L-and T-points of the Brillouin zone are considered as induced by the short-range scattering potential due to the chemical disorder of the alloy. Reasonable system parameters allow for a satisfactory fit to the experimental data.Das bei einer kritischen Antimonkonzentration beobachtete starke Anwachsen der dielektrischen Funktion der ha,lbleitenden Wismut-Antimon-Legierung wird als Effekt einer uber das Verschwinden des thermischen Energiegaps ,,angeheizten" elektronischen Interbandpolarisation interpretiert. Dabei wird angenommen, daR die dominanten indirekten Ubergange zwischen Leitungs-und Valenzbmdzustiinden nahe den L-und T-Punkten der Brillouin-Zone durch ein kurzreichweitiges Strenpotential induziert werden, das auf die chemische Unordnung in der Legierung zuruckgeht. Mit verniinftigen Systemparametern gelingt eine befriedigende Anpassung an die experimentellen Resultate.