Electrical and Optical Properties of Bi₁₂(Si,Ge)O₂₀ Single Crystals

Bi₁₂(Si,Ge)O₂₀ 단결정의 전기 및 광학적 특성

The $Bi_{12}(Si,Ge)O_{20}$ single crystals were prepared by Czochralski method and the study of electrical and optical properties were carried out. The activation energy of the electrical conductivity was $E_g$=1.12 eV. The optical energy gap measured in the room temperature is found to be 2.3 eV. A.c. conductivity of crystal $Bi_{12}(Si,Ge)O_{20}$ was measured at temperatures from 290 K to 570 K in the frequency range from 50 kHz to 30 MHz. The a.c. conductivity is proportional to ${\omega}^s$. In view of this it should be hopping conduction mechanisms. At high frequencies, the power exponent was s=2. The low frequency dielectric constants were 54 for $Bi_{12}(Si,Ge)O_{20}$ and 41 for $Bi_{12}(Si,Ge)O_{20}$ single crystals.

$Bi_{12}(Si,Ge)O_{20}$ 단결정의 전기 및 광학적 특성을 규명하기 위하여 Czochralski법으로 단결정을 성장시켜, 직류전기전도도와 교류전기전도도 그리고 광투과도를 측정하였다. 직류전기전도도에 대한 활성화 에너지 $E_g$는 1.12 eV 이고, 광학적 갭 $E_{opt}$는 2.3 eV였다. $Bi_{12}(Si,Ge)O_{20}$ 단결정의 교류전기전도도는 측정온도 범위는 290 K에서 570 K까지 였으며 측정주파수는 50 kHz에서 30 MHz 까지 였다. 교류전기전도도는 ${\omega}^s$에 비례하는 hopping 전도 가구를 나타내었으며, 고주파수영역에서 지수값은 s=2로 구해졌다. 유전상수는 $Bi_{12}(Si,Ge)O_{20}$ 단결정의 경우 54이고 $Bi_{12}(Si,Ge)O_{20}$ 단결정의 경우 41정도의 크기를 보였다.