OPTICAL, ELECTRICAL AND MAGNETIC PROPERTIES OF CHALCOPYRITE, CuFeS2

Diverses propriétés optiques, électriques et magnétiques du semiconducteur magnétique CuFeS2 ont été étudiées. Les spectres optiques montrent que le bord d'absorption se situe à 0,6 eV pour CuFeS2 alors que de fortes bandes d'absorption apparaissent à 1,3 et 2,0 eV pour CuAlS2 dopé au Fe. La photoconductivité a été observée dans la même région spectrale. Ces fortes absorptions ont pour origine des transitions de transfert de charge en relation avec les orbitales 3d du Fe, et le bord d'absorption de CuFeS2 résulte de transitions bande à bande correspondant à ces transitions de transfert de charge. Pour CuFeS2 de types n et p, la conductivité électrique augmente légèrement quand la température décroît et la concentration des porteurs est indépendante de la température. Les valeurs des mobilités sont faibles : 10 cm2/V.s pour le type n et 1 cm2/V.s pour le type p. La susceptibilité magnétique est indépendante de la température entre 40 et 600 K et elle est d'environ 10-3 par mole. Ce comportement métallique apparent des propriétés électriques et magnétiques se comprend à partir d'un modèle de semiconducteur dégénéré où les orbitales 3d fortement hybridées aux orbitales s et p constituent les bandes de valence et de conduction.