Étude expérimentale de la conductivité du germanium de type n à 4,2 °K en fonction du champ électrique

Abstract
We have measured at 4.2 oK the characteristics j ( E), density of current versus electrical field, on a set of As-doped germanium samples with impurity concentrations ND - NA from 6 x 1013 cm-3 to 3 x 10 17 cm-3. When the conduction mechanism is by hopping, for electrical fields higher than E ≈ 0.1 V cm-1 and up to breakdown we have j = Eβ in contrast with characteristics obtained on samples showing impurity band conduction for which j ( E) is linear almost up to breakdown. A magnetic field of maximum intensity 6 160 G does not affect the j (E) characteristics except in the breakdown region, we conclude that the observed variations of conductivity are a variation of impurity conductivity with electrical field. The breakdown field Ea against the concentration ND - NA is : Ea ∝ (ND - NA)1/2.

Résumé
Nous avons relevé à 4,2 oK les caractéristiques j ( E), densité de courant en fonction du champ électrique, sur une série d'échantillons en germanium dopé à l'arsenic, les concentrations N D - NA variant de 6 x 1013 cm-3 à 3 x 1017 cm-3. Lorsque la conduction se fait par sauts, ces caractéristiques sont de la forme j = Eβ pour des champs électriques supérieurs à E ≈ 0,1 V cm -1; par contre, pour des échantillons montrant une conduction par bande d'impuretés, j (E) est linéaire presque jusqu'à l'établissement de l'avalanche. Nous n'observons aucune magnétorésistance en dehors de la région d'avalanche pour une intensité maximale du champ magnétique de 6 160 G ; nous en concluons que les variations de la conductivité sont dues à une variation de la conductivité par impuretés en fonction du champ électrique. Nous trouvons pour le champ d'avalanche Ea en fonction de la concentration N D - NA : Ea ∝ (N D -NA)1/2.