ac-Leitfähigkeit von Scandiumoxid und ein neues Hopping-Modell für die Leitfähigkeit

Die ac-Leitfähigkeit von Scandiumoxid-Dünnfilmen im Audiofrequenzbereich bei Temperaturen zwischen 4 und 295 K wurde gemessen. Die frequenzabhängige Komponente der Leitfähigkeit gehorchte einer Gleichung der Form ₁ () =A^s, wobei die zirkuläre Frequenz ist und s eine temperaturabhängige Größe ist, deren Wert nahe, aber kleiner als eins ist. Die Interpretation der Ergebnisse im Rahmen einer Theorie des Einzel-Phonon-Hoppings ergibt keine zufriedenstellende Übereinstimmung. Um die Daten zu erklären, wird ein neues Hopping-Modell vorgeschlagen. Die Leitfähigkeit wird für das klassische Hopping von Ladungsträgern zwischen Lokalisierungsstellen über Potentialbarrieren mit einer Höhenverteilung, die durch die zufällige räumliche Verteilung dieser Stellen verursacht wird, berechnet. Dieses Modell ergibt das ^s-Verhalten bei hohen Frequenzen, wobei die Größe (1-s) fast linear mit der Temperatur ansteigt. Darüber hinaus wird prognostiziert, dass es bei sehr niedrigen Frequenzen zu einem thermisch aktivierten Dielektrikausfallpeak kommen sollte. Es wird vorgeschlagen, dass dieses Modell breite Anwendung bei der Interpretation von ac-Leitfähigkeitsergebnissen in amorphen Materialien finden könnte.