Magnetic field and temperature dependent resistivity measurements on n-type GaAs1-xBix epitaxially grown films show clear Shubnikov de Haas oscillations in the range 0 ≤ x ≤ 0.0088. An overall decrease in the electron effective mass is observed for this range of compositions. Accounting for the known giant bandgap bowing and giant spin orbit bowing, the measured changes in the effective mass are in qualitative agreement with perturbation theory applied to these energy band changes, confirming that bismuth mainly perturbs the valence band. The stronger compositional dependence of the measured mass is attributed to effects from the bismuth isolated state.

1.
S.
Francoeur
,
M.-J.
Seong
,
A.
Mascarenhas
,
S.
Tixier
,
M.
Adamcyk
, and
T.
Tiedje
,
Appl. Phys. Lett.
82
,
3874
(
2003
).
2.
J.
Yoshida
,
T.
Kita
,
O.
Wada
, and
K.
Oe
,
Jpn. J. Appl. Phys.
42
,
371
(
2003
).
3.
Y.
Zhang
,
A.
Mascarenhas
, and
L.-W.
Wang
,
Phys. Rev. B
71
,
155201
(
2005
).
4.
K.
Alberi
,
O. D.
Dubon
,
W.
Walukiewicz
,
K. M.
Yu
,
K.
Bertulis
, and
A.
Krotkus
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
051909
(
2007
).
5.
B.
Fluegel
,
S.
Francoeur
,
A.
Mascarenhas
,
S.
Tixier
,
E. C.
Young
, and
T.
Tiedje
,
Phys. Rev. Lett.
97
,
067205
(
2006
).
6.
K.
Alberi
,
J.
Wu
,
W.
Walukiewicz
,
K. M.
Yu
,
O. D.
Dubon
,
S. P.
Watkins
,
C. X.
Wang
,
X.
Liu
,
Y.-J.
Cho
, and
J.
Furdyna
,
Phys. Rev. B
75
,
045203
(
2007
).
7.
D. G.
Cooke
,
F. A.
Hegmann
,
E. C.
Young
, and
T.
Tiedje
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
122103
(
2006
).
8.
R. N.
Kini
,
L.
Bhusal
,
A. J.
Ptak
,
R.
France
, and
A.
Mascarenhas
,
J. Appl. Phys.
106
,
043705
(
2009
).
9.
R.
Braunstein
and
E. O.
Kane
,
J. Phys. Chem. Solids
23
,
1423
(
1962
).
10.
C.
Hermann
and
C.
Weisbuch
,
Phys. Rev. B
15
,
823
(
1977
).
11.
P. Y.
Yu
and
M.
Cardona
,
Fundamentals of Semiconductors
(
Springer
,
Berlin
,
2005
).
12.
O.
Berolo
,
J. C.
Woolley
, and
J. A.
Van Vechten
,
Phys. Rev. B
8
,
3794
(
1973
).
13.
J. D.
Perkins
,
A.
Mascarenhas
,
Y.
Zhang
,
J. F.
Geisz
,
D. J.
Friedman
,
J. M.
Olson
, and
S. R.
Kurtz
,
Phys. Rev. Lett.
82
,
3312
(
1999
).
14.
W.
Shan
,
W.
Walukiewicz
,
J. W.
Ager
 III
,
E. E.
Haller
,
J. F.
Geisz
,
D. J.
Friedman
,
J. M.
Olson
, and
S. R.
Kurtz
,
Phys. Rev. Lett.
82
,
1221
(
1999
).
15.
F.
Masia
,
G.
Pettinari
,
A.
Polimeni
,
M.
Felici
,
A.
Miriametro
,
M.
Capizzi
,
A.
Lindsay
,
S. B.
Healy
,
E. P.
O’Reilly
,
A.
Cristofoli
,
G.
Bais
,
M.
Piccin
,
S.
Rubini
,
F.
Martelli
,
A.
Franciosi
,
P. J.
Klar
,
K.
Volz
, and
W.
Stolz
,
Phys. Rev. B
73
,
073201
(
2006
).
16.
G.
Pettinari
,
A.
Polimeni
,
J. H.
Blokland
,
R.
Trotta
,
P. C. M.
Christianen
,
M.
Capizzi
,
J. C.
Maan
,
X.
Lu
,
E. C.
Young
, and
T.
Tiedje
,
Phys. Rev. B
81
,
235211
(
2010
).
17.
A.
Janotti
,
S.-H.
Wei
, and
S. B.
Zhang
,
Phys. Rev. B
65
,
115203
(
2002
).
18.
S.
Tixier
,
M.
Adamcyk
,
T.
Tiedje
,
S.
Francoeur
,
A.
Mascarenhas
,
P.
Wei
, and
F.
Schiettekatte
,
Appl. Phys. Lett.
82
,
2245
(
2003
).
19.
R. W.
Shaw
and
D. E.
Hill
,
Phys. Rev B
1
,
658
(
1970
).
20.
L. M.
Roth
and
P. N.
Argyres
, in
Semiconductors and Semimetals
, edited by
R. K.
Willardson
and
A. C.
Beer
(
Academic
,
New York
,
1966
), Vol. 1, pp.
159
202
.
21.
J. S.
Blakemore
,
J. Appl. Phys.
53
,
R159
(
1982
).
22.
S.
Adachi
,
J. Appl. Phys.
58
,
R1
(
1985
).
23.
S.
Shokhovets
,
O.
Ambacher
, and
G.
Gobsch
,
Phys. Rev. B
76
,
125203
(
2007
).
You do not currently have access to this content.