Influence of the stoichiometry deviation on the electrical properties of MoTe2-x

Transport coefficient measurements (electrical conductivity, Hall effect, thermoelectric power) have been performed on single crystals of MoTe 2-x (x = 0.01 and 0.015) in a wide range of temperatures. The samples were prepared by a based Te flux method and the deviation from stoichiometry was obtained by a thermal treatment. Experimental results are interpreted on the basis of a compensated p-type semiconductor model. The lacunar origin of the two impurity levels is clearly shown. For a weak departure from stoichiometry, the carriers are scattered in two ways : ionized impurities and thermal lattice modes. For a larger departure, the donor and acceptor levels broaden in two narrow energy bands. At low temperatures, the conduction mechanisms are mainly governed by a thermal hopping of small polarons in these bands. At higher temperatures, the contribution of the extended states must be taken into account. It is shown that the presence of Te-lacunar-sites leads to a greater polarization of the material and a much higher interaction between the valence and the acceptor energy bands. The model adopted here is in agreement with the band structure of the group VI transition metal dichalcogenides which have a trigonal prism coordination.Les mesures des coefficients de transport (conductivité électrique, effet Hall, pouvoir thermoélectrique) ont été effectuées sur des monocristaux de MoTe2-x (x = 0,01 et 0,015) dans une gamme étendue de température. Les échantillons ont été préparés par une méthode à base de flux de tellure et l'écart à la stoechiométrie a été obtenu par un traitement thermique. Les écarts expérimentaux sont interprétés sur la base d'un modèle de semiconducteur de type p compensé. L'origine lacunaire des deux niveaux d'impuretés est clairement mise en évidence. Pour un écart faible à la stœchiométrie, les porteurs de charge sont diffusés de deux façons différentes: impuretés ionisées et modes de réseau thermiques. Pour un plus grand écart, les niveaux donneurs et accepteurs s'élargissent en deux bandes étroites d'énergie. A basse température, les mécanismes de conduction sont principalement gouvernés par des sauts activés thermiquement de petits polarons dans ces bandes. A plus haute température, la contribution des états étendus doit être prise en compte. Il est également montré que la présence de sites lacunaires de tellure conduit à une plus grande polarisation du matériau et à une interaction beaucoup plus importante entre la bande de valence et la bande d'acceptcurs. Le modèle adopté ici est de manière générale en accord avec la structure de bande des dichalcogénures des métaux de transition du groupe VI à coordination trigonale prismatique