Как известно, чистые и стехиометрические окислы переходных элементов (за немногими исключениями) являются диэлектриками с широкой запрещенной зоной. Отступление от стехиометрического состава или присутствие определенного сорта примеси изменяет их проводимость на много порядков величины. Согласно общепринятым представлениям, компенсация заряженных дефектов — вакансий или примесных ионов — осуществляется путем перехода эквивалентного количества ионов основной решетки в другое валентное состояние, а электропроводность — за счет обмена валентностями ионов основной решетки. Число ионов с валентностью, отличной от основной, можно контролировать примесями, поэтому окислы переходных элементов получили название полупроводников контролируемой валентности.

Проведенные в лаборатории исследования показали, что электрические свойства исследованных окислов определяются целиком природой примесей и типом компенсации их заряда. Отступлений от стехиометрии, не связанных с примесями, не было обнаружено ни в выращенных монокристаллах, ни в тех же монокристаллах, подвергнутых прогреву в кислородной и нейтральной атмосфере. Роль примеси данного сорта определяется ее положением в решетке.

Катионы в междоузлиях вызывают появление компенсирующих центров с эквивалентным отрицательным зарядом. В случае гетеровалентного изоморфного замещения заряд компенсирующего центра определяется знаком заряда примеси по отношению к решетке. Компенсирующими центрами могут быть: а) электроны в зоне проводимости или дырки в валентной зоне (в окислах переходных элементов этот тип компенсации сводится к изменению валентного состояния ионов основной решетки); б) одновременно входящие примеси с зарядом противоположного знака; в) дефекты основной решетки — вакансии или ионы в междоузлиях, появляющиеся в результате присутствия примесей.

В исследованных в лаборатории окислах наблюдались все три типа компенсации заряда примесей и было установлено, что такие свойства, как устойчивость в воздушной и нейтральной атмосфере, механизм переноса тока, влияние примесей на электропроводность, определяются преобладающим сортом примесей и типом компенсации их заряда. Примесные центры в V205. Исследованиями лаборатории установлено, что в особо чистой V206 основная примесь — одновалентные щелочные ионы, заряд которых компенсирован эквивалентным числом электронов в узкой 3й-зоне.

Электроны локализованы кулоновским полем примесей, от которого они освобождаются при 300-350° К. Введение примесей высшей валентности (например, Мо), создающих большие кулоновские поля в решетке, не влияет на электропроводность V208, так как компенсирующие их заряд электроны остаются локализованными вплоть до температуры плавления и в проводимости не участвуют. Примесь Fe3+ занимает два различных кристаллографических положения в решетке: находится в междоузлии и замещает ванадий. При этом заряды ионов Fe3+ частично компенсируют друг друга.

Ионы Сг3+ замещают в решетке ванадий. Эти данные показывают, что в реальном кристалле дефекты структуры, обусловленные примесями, сложнее, чем ранее предполагалось. Электропроводность «грязных» кристаллов может оказаться меньше, чем чистых.

В кристаллах, содержащих примеси различного сорта и различной валентности, существуют различные кулоновские поля, и температурный интервал освобождения носителей тока растягивается и сдвигается в область более высоких температур.