книги / Материаловедение узкощелевых и слоистых полупроводников
..pdfситона |
с |
ÿ |
= |
î и |
л |
= |
2 |
(с л а б а я контрастность |
второго |
пика и |
|
|||||||||||||||||
его разм ы тие |
при |
интеркалировании не позволили зафиксировать вели |
||||||||||||||||||||||||||
чину |
с д в и га |
в о |
в сем |
д и ап азон е |
концентраций). |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||
|
2 . |
|
Т ем п ер ату р н ая |
зависим ость |
анизотропии электропроводности |
|||||||||||||||||||||||
имеет |
активационны й |
у ч ас т о к в |
области |
низких температур |
(р и с . |
2 ) . |
|
|||||||||||||||||||||
При и н теркали рован и и |
эн ерги и |
активации |
увеличивается |
о 7 |
мэВ для |
|
||||||||||||||||||||||
ч и стого |
/ л |
S e |
д о -17 |
мэВ |
в |
образцах |
с |
x^Q |
= 0 ,0 9 , ч то |
сопровож |
|
|||||||||||||||||
д а ет ся |
такж е |
увеличением |
абсолю тного значения |
анизотропии. |
|
|
|
|||||||||||||||||||||
|
В р ам к ах |
|
имеющихся |
данных |
о зонной, структуре слоистых полу |
|
||||||||||||||||||||||
проводников |
ти п а |
A SB S , |
кинетики |
процесса интеркалирования и ока |
|
|||||||||||||||||||||||
зываемом |
им взаи м о д ей стви и |
на |
слоистую матрицу полученные резуль |
|
||||||||||||||||||||||||
таты |
можно |
и н тер п р ети р о в ать |
следующим |
образом. |
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
Слоистые соеди н ен и я |
1 л $ е |
|
и û a S e |
|
представляют |
собой стопу' |
|
||||||||||||||||||||
четырехслойных |
(м е та л л - |
х ал ько ген |
- |
халькоген |
- металл) |
пакетов, |
|
|||||||||||||||||||||
связанны х между |
собой |
ван -д ер -ваальсовски м и |
силами; |
взаимодейст |
|
|||||||||||||||||||||||
вие |
вн у тр и |
п а к е т о в |
н оси т |
ионно-ковалентный |
характер . Такие особен |
|||||||||||||||||||||||
ности |
структуры |
обусловливаю т, |
как |
показывают |
экспериментальные |
|
||||||||||||||||||||||
Д , |
§7 |
и |
те о р е ти ч е с к и е 3 » |
47 |
исследования, |
сильную |
зависимость |
|
||||||||||||||||||||
э н е р гет и ч е с к о го |
с п е к т р а полупроводников |
|
от |
меж- и |
внутрислойных |
|
||||||||||||||||||||||
смещений |
атомных |
п л о ск о стей . Рентгеноструктурные |
исследования,про |
|||||||||||||||||||||||||
веденные |
д л я щ елочно-м еталлических |
интеркалатов |
1лЗе |
и ûaSe 3 » |
|
|||||||||||||||||||||||
67 , |
а |
такж е |
р асч еты |
в |
рам ках |
теории |
решеточного |
г а з а |
/ Ï J , |
равно |
|
|||||||||||||||||
как |
эксперим ентальны е |
и |
теоретические |
данные |
по |
интеркалир ованным. |
||||||||||||||||||||||
граф иту |
и д и х алько ген и дам |
переходных |
металлов |
/ 8 / |
свидетельствуют |
|||||||||||||||||||||||
о наличии в |
интеркалированны х матрицах |
значительных деформацион |
|
|||||||||||||||||||||||||
ных напряж ений, |
приводящ их в ряде случаев к увеличению параметров |
|||||||||||||||||||||||||||
С и |
ff |
эл ем ен тар н о й кристаллической |
ячейки . Если |
предположить,что |
||||||||||||||||||||||||
при |
и н тер кал яц и и |
1 л S e |
и |
GetSe |
(исходя |
из |
одинаковой |
величины |
|
|||||||||||||||||||
сдвигов |
экситонны х |
п олос |
л |
= Î . и |
» |
= |
2) |
энергия |
связи |
эк си то - |
||||||||||||||||||
на и зм ен я е тся |
|
н езн ач и тел ьн о , |
то |
сдвиг |
энергетического |
положения |
|
|||||||||||||||||||||
экси тон н ого |
п и ка |
можно отн ести к изменении |
ширины запрещенной |
зо |
||||||||||||||||||||||||
ны. Положительные зн ач ен и я |
|
|
|
следует |
счи тать, |
вероятн о, |
р е |
|||||||||||||||||||||
зультатом у вел и ч ен и я |
межслоевых расстояний, |
играющих |
определенную |
|||||||||||||||||||||||||
роль |
в п оведен и и |
ây |
цри |
Т ^ |
80 |
К /Ъ } . Коротковолновой |
сдвиг |
э к - |
||||||||||||||||||||
ситонной |
полосы |
н а |
величину Я -3 |
ш В |
был прлучен в |
работе |
3 1 |
при |
||||||||||||||||||||
изучении |
н и зкотем п ературн ой |
(6 |
К) фотолюминесценции и |
экситонного |
||||||||||||||||||||||||
отражения сел ен и д а |
г а л л и я , |
интеркалированного |
|
№ |
|
|
|
~ |
Я 0 ^ |
~ |
||||||||||||||||||
Я0^6 |
м 3 |
) ; |
ч т о |
хорошо со гл ас у е тс я |
с |
нашими результатам и . |
Обладая |
|||||||||||||||||||||
меньшими геом етри чески м и разм ерам и, |
ионы лития |
оказывают |
более сла |
|||||||||||||||||||||||||
бое |
в о зд е й с т в и е |
н а |
слоистый |
кр и сталл, |
ч то находит свое |
отражение |
в |
|||||||||||||||||||||
меньших |
с д в и га х |
экси тон н ой полосы. Смена коротковолнового сдвига |
||||||||||||||||||||||||||
длинноволновым |
(п р и |
|
х ~ |
0 ,2 |
для |
1 /jfÛ a S e |
, |
х ~ |
0 ,4 |
для |
|
|
дг~0 ,2 для |
/ 7 S e |
) может быть |
следствием |
р я д а п р и чи н .П ри |
в о |
||||||||||||
зрастании концентрации |
интеркалянта |
è ro |
влияние н а |
м атри ц у |
|
может |
|||||||||||
быть двояким: при некоторых "критических" |
к о л и ч ес тв а х |
|
ионов |
в в а н - |
|||||||||||||
дер-ваальсовских щелях их деформационное |
во зд е й с тв и е |
н а |
слоисты й |
||||||||||||||
кристалл монет проявляться в увеличении |
не то л ьк о |
м еж слоевы х,н о |
и |
||||||||||||||
внутрисловных расстояний (например, |
при растягиваю щ их |
|
и |
сдвиговы х |
|||||||||||||
напряжениях), ч то , согласно / 3 / , для полупроводников |
ти п а |
А ~ В - |
|||||||||||||||
сопровождается уменьшением ширины |
запрещенной зоны |
(э н е р г е т и ч е с к и й |
|||||||||||||||
спектр исследуемых монокристаллов |
особенно ч у в с тв и те л ен |
к и зм ен е |
|||||||||||||||
нию расстояний |
анион |
- |
анион, |
анион |
- кати он |
в |
п р ед ел ах |
с л о я ) .К ро |
|||||||||
ме того, при столь значительных концентрациях |
внедренны х |
ионов |
в |
||||||||||||||
рассматриваемых материалах ( ^ |
1 0 ^ |
|
м“ 3 ) |
длинноволновой |
с д в и г |
э к с и - |
|||||||||||
тонной полосы может быть обусловлен |
(к а к |
и указанным |
выше |
деформа |
|||||||||||||
ционным воздействием |
интеркалянта) |
|
зона-зонны ми п ереходам и |
с |
у ч а с |
||||||||||||
тием хвоста плотности состояний и/или флуктуациями |
к р а е в |
запрещ ен |
|||||||||||||||
ной зоны под действием случайного поля внедренной |
п ри м еси . |
|
|
|
|||||||||||||
Наряду с малыми значениями энергии |
сдвиговы х деформаций |
и с |
|||||||||||||||
следуемые материалы обладают значительным коли чеством |
|
плоскостн ы х |
|||||||||||||||
дефектов (например, |
дефектов |
упаковки) |
Д о 7 , |
и |
вн едрен и е |
и н те р к а |
|||||||||||
лянта в область ван -дер -ваальсовских связей может |
с п о с о б с т в о в а т ь |
||||||||||||||||
возникновению дефектов |
или определенным |
образом м одиф ицировать |
|
||||||||||||||
энергетический |
спектр |
существующих. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
Результаты измерений анизотропии электроп роводн ости |
н а |
чисты х |
|||||||||||||||
и интеркалированных натрием образцах селенида индия, |
п р е д с т а в л е н |
||||||||||||||||
ные на р и с .2 , могут |
быть объяснены |
|
следующим образом . Н аличие |
|
|||||||||||||
структурного разупорядочения |
вдоль |
|
оси |
С о б у сло вл и вает |
в о зн и к н о |
||||||||||||
вение вблизи зоны проводимости ряда |
локализованных |
со сто ян и й |
/ Й |
/ , |
|||||||||||||
и при температурах ниже некоторого |
|
порогового |
зн ач ен и я |
п р о ц е с с |
п е |
||||||||||||
реноса заряда требует активации.Внедрение |
и н тер кал ян та |
в |
о б л а с т ь |
||||||||||||||
ван -дер-ваальсовских связей приводит к |
уменьшению |
в за и м о д ей с т в и я |
|||||||||||||||
между слоями 1 я $ в |
и , |
как следствие, к |
уменьшению длины |
л о к а л и з а |
|||||||||||||
ции, что сопровождается увеличением энергии активации |
|
п р о ц е с с а |
|
||||||||||||||
проводимости.321 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 . Влияние одноосной деформации на |
экситонные |
спектры |
|
|
Ç<fSe |
/ |
|||||||||||
Г . Л .Беленький, Э.Ю .Салаев, |
Р . А.Сулейманов, |
Э .И .щ р з о е в |
/ / |
Физи |
|||||||||||||
к а твердого |
те л а . |
- 1 9 0 0 . |
- 2 2 , |
|
вып. |
1 0 . |
- |
С: 3 1 5 3 -3 1 5 4 . |
|
|
|||||||
2 . Энергетические спектры однооснодеформированных |
слоисты х |
полу |
|||||||||||||||
проводников |
группы |
|
/ Р . А .Сулейманов, Г .Л .Б е л е н ь к и й , |
|
|||||||||||||
Э.Ю.Салаев и |
д р . |
- |
Б аку, I9 6 0 . |
- |
16 |
с . |
- |
(П репр. / |
|
АН АзССР. |
|
||||||
Ин-т физики, |
№ 2 8 ) . |
|
|
|
|
|
|
|
|
Nuovo |
d m . |
- |
|
||||
3 . S c h u lte r М. |
The e le c tr o n ic s tr u c tu r e o f Sa$6 / / |
|
|||||||||||||||
1973. -Л 1 3 » |
» 2 . - P. 313 -360 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
4 . Товстюк К Д . |
Полупроводниковое |
м атериаловедение. - |
|
К иев |
Н аук, |
||||||||||||
думка, 1984 . |
- 264 |
с . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
5 . В озникновение |
эл ек тр етн о го |
состояния в |
слоистых |
интеркалиро- |
||||||||||||||||||||||
|
ванных м он окри сталлах |
Р а д е |
|
/ |
И.В.Минтянский. И .И .Григорчак, |
|||||||||||||||||||||
|
З.Д .К оваш ок |
и .д р . |
/ / |
Физика |
твердого |
|
тел а . |
- |
1986. |
- |
2 8 , |
Ъ |
4 , - |
|||||||||||||
|
С« 1 2 6 3 -1 2 6 5 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
у ‘у |
|
|||||
6 . И зучение |
интеркаляц и и |
слоистых |
полупроводников |
типа Р ~ 3 - |
ме |
|||||||||||||||||||||
|
тодом |
хронопотенциом етрии / |
|
Б .Л .Б ах м атш , |
И .И .Григорчак, |
- |
|
|||||||||||||||||||
|
З .Д .К овалю к |
и |
д р . |
/ / |
Электрохимия. - |
|
4984. |
- |
2 0 , вин .ГО. |
|
||||||||||||||||
7. |
С. 4 3 6 7 -4 3 6 9 . |
|
K ovalyuk |
Z.D. |
Sodium |
|
|
|
|
~ |
|
|
in to i n |
|
||||||||||||
Lukyanyuk V .X ., |
|
I n te r c a la tio n |
|
|
||||||||||||||||||||||
|
dium |
and |
g a lliu m |
e e le n id e a |
/ / |
Phye. |
e t a t . |
a o l. |
(b ). |
- |
1 9 8 7 .- |
|||||||||||||||
|
102. N 1. |
- |
P . K1-K5. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
8. |
I n t e r c a l a t e d |
la y e r e d |
m a te r ia ls |
/ |
Ed, |
|
by P.Levy. - |
D o rd rech t, |
||||||||||||||||||
|
H o lla n d : |
D .R e id e l P u b l. |
Oo, |
|
1979. - |
573 |
p . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
9. |
Экситонные спектры фотолюминесценции и |
отражения интеркалиро- |
||||||||||||||||||||||||
|
ван н о го |
се л е н и д а |
гал л и я |
/ Д .В .Корбутяк, |
В .А .Зуев, |
М .Т.Нваний- |
||||||||||||||||||||
|
чук и |
д р . |
|
/ / |
Ф изика |
и |
техника |
полупроводников. - |
|
Î 9 8 Ï . |
- |
4 5 , |
||||||||||||||
40. |
вы п. 4 3 . - С . 5 7 7 -5 7 9 . |
|
|
|
P o ly ty p is z |
i n |
lay ered |
compounds// |
||||||||||||||||||
î r i g u n a y a t |
|
Q .L ., Verma A.R. |
|
|||||||||||||||||||||||
Ï4 . |
C r y s ta llo g r a p h y |
and |
O ry a t. |
Chem. |
- 1976. - |
J . - |
P. |
|
269. |
the |
||||||||||||||||
M aschke |
K . , |
O v erh o f |
H. |
In flu e n c e |
of |
s ta c h in g |
d iso rd e r |
on |
||||||||||||||||||
|
dc c o n d u c ti v it y |
o f la y e r e d |
sem ico n d u cto rs |
/7 |
Phya. |
|
Rev. В ,- |
|
||||||||||||||||||
|
1977. |
- |
1 5 , |
N 4 . - P.. 2058 -2061 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
УДО 5 3 7 .3 4 Г .3 2 + 6 2 1 .З Г 5 .5 9 2 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
С .Д .Л етю ченко, |
|
А .И .Копыл |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
^СЛЕДОВАНИЕ ШШКРШТАЛЛОВ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ PZ>7_x Gex Ге> |
|
|
|
|||||||||||||||||||||||
ВЫРАЩЕННЫХ ИЗ ПАРОВОЙ ФАЗЫ |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||||
В настоящ ей |
р а б о т е |
п редставлены |
результаты |
исследований структур |
||||||||||||||||||||||
ного со вер ш ен ства, |
однородности |
со с та в а , |
области гомогенности |
и |
||||||||||||||||||||||
температурных |
зави си м о стей подвижности в |
образцах' п - |
|
и |
/ - т и п а |
|||||||||||||||||||||
монокристаллов |
тверды х р аство р о в |
p iU x Gex re |
( / |
= 0 ,0 3 ; |
0 ,0 6 ; |
|||||||||||||||||||||
0 ,0 8 ), выращенных и з |
паровой фазы |
по механизму пар |
- |
кристалл.При |
||||||||||||||||||||||
X = 0 ,0 3 ; |
0 ,0 6 |
|
в |
исходной |
шихте |
были выращены монокристаллы |
|
|
||||||||||||||||||
Pbf x Gex |
Те |
диам етром д о |
30 мм, длиной |
|
до |
40 |
мм. |
|
|
|
|
|
|
|||||||||||||
|
С труктурное |
соверш енство |
полученных монокристаллов |
оценива |
||||||||||||||||||||||
лось по р е з у л ь т а т а м |
м еталлограф ических |
и рентгенотопографических |
||||||||||||||||||||||||
исследований . М алоугловые |
границы |
зерен |
|
практически отсутствовали, |
||||||||||||||||||||||
а |
п лотность |
д и слокац и й |
со с та в л я л а |
1 ‘40^ |
|
- 5*40^ см"*\ Даже при не |
||||||||||||||||||||
большом содерж ании |
гер м ан и я |
в |
твердом растворе |
( / |
= 0 ,0 3 ) |
плот |
||||||||||||||||||||
ность д еф екто в |
структуры |
в |
монокристаллах |
Pfy_x Gex Те |
ниже ,чем в |
|||||||||||||||||||||
м онокристаллах |
|
РЪТе , |
полученных |
при |
тех же условиях, |
что |
явля |
ется сл ед ств и ем повыш ения твер до сти м атериала при добавлении РеТе
иРЪТ£>
Молярный с о с т а в х монокристаллов Pô^KGex Те определялся
тремя независимы ми м етодам и: с помощью рентгеноспектрального э л ек -
тронногондового м ш ф о ан ал и зато р а "Superproie 733” , рентгенографи
ческим методом п о з а в пошлости парам етра элементарной ячейки от с о -
83
|
Р и с .4 . Распределение содержания $ е |
= |
вдоль |
оои р о |
|
|
|
|||||||||||||||
|
ста монокристалла |
ffâr |
|
Те при |
/ |
0 ,0 8 |
в |
ших |
|
|
|
|||||||||||
|
те |
по результатам : |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
1 |
- |
рентгеноопектрального |
|
электроннозоццового |
|
|
|
|
|
||||||||||||
|
микроанализа; 2 - измерений параметра |
элем ента |
|
|
|
|
||||||||||||||||
|
рной |
ячейки; |
3 - определения |
Те |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
става Л 7 , |
а |
также |
по |
температуре |
ф азового |
перехода |
(Щ ) Т0 |
д л я |
к о |
|||||||||||||
торой установлена однозначная зависим ость от |
|
содерж ания |
гер м ан и я |
|||||||||||||||||||
& J . |
Значение |
Гс |
срответствует температуре |
|
максимума |
о со б ен н о сти |
||||||||||||||||
н а температурных зависимостях удельного соп роти влен и я. |
И сп о л ь зо в а |
|||||||||||||||||||||
ние |
независимых методов |
определения |
с о с та в а , |
|
р езу л ьтаты |
которы х |
х о |
|||||||||||||||
рошо |
согласую тся, |
позволило получить |
сведения об |
изм енении |
|
с о с т а в а |
||||||||||||||||
монокристаллов |
вдоль |
оси р о с т а . В первоначально |
выросшей ч а с т и |
кр и |
||||||||||||||||||
сталла содержание теллурида германия больше, |
чем |
в |
исходном |
м а т е |
||||||||||||||||||
ри але. По мере |
р о с та |
монокристалла |
содержание герм ания |
у м ен ьш ается, |
||||||||||||||||||
в начале р е з к о , |
а |
затем |
почти |
линейно ( р и с .4 ) . В |
линейной |
о б л ас т и |
||||||||||||||||
изменение |
со става |
составл яет |
0 ,1 3 6 # |
(ат,)-м м "^ п р и |
/ |
= |
0 ,0 8 |
в |
и с |
|||||||||||||
ходном м атериале, |
Для монокристалла, |
выращенного |
из и с то ч н и к а , |
с о |
||||||||||||||||||
держащего 0 ,0 3 |
мольные |
доли |
6eTet |
изменение |
с о с т а в а |
в д о л ь |
о си |
р о - |
||||||||||||||
о та |
составляло |
0 ,0 3 5 |
% |
( а т . ) ‘мм"^. . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
При исследовании образцов РЪ^К Оек Те |
на р ен тген о сп ек тр ал ьн о м |
||||||||||||||||||||
электронно-зондовом микроанализаторе обнаружены |
м икровы деления |
ф а |
||||||||||||||||||||
зы, обогащенной теллуром, которые сконцентрированы в |
о б л асти д еф е |
|||||||||||||||||||||
ктов |
структуры |
(н а |
дислокациях и |
их |
скоплениях) |
и |
были |
обнаружены |
||||||||||||||
на грани чувстви тельн ости м етода. |
|
Однако |
их |
|
наличие |
п о д тв ер ж д а е тс я |
||||||||||||||||
изменением концентрации носителей |
|
за р я д а |
в об р азц ах |
п осле |
и зо тер м и |
|||||||||||||||||
ческого отж ига, |
определенной |
по измерениям |
эффекта Х олла |
п ри 300 и |
||||||||||||||||||
84 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Рис.З. Зави си м о сть концентрации |
носителей тока в |
образцах |
|
Те |
|||||||||||
от температуры |
и зо тер м и ч еско го |
отжига: |
|
|
|
|
|
||||||||
{ - |
* = 0 ,0 |
A |
W I |
2 - |
х = 0 ,0 3 ; 3 - * = 0 ,0 6 . 2, 3 - |
|
|||||||||
отжиг в |
ш ихте,обогащ енной |
м еталлической компонентой ( |
о* = 0,10) |
|
|||||||||||
77 К. Отжиг |
п р о во д и л ся |
в инертной |
атмосфере при температуре |
923 |
К |
||||||||||
в течение |
72 ч ,п о с л е |
ч е г о |
ампулы |
с образцами закалялись в воде.До |
|||||||||||
отжига ко н ц ен тр ац и я |
дырок |
в образцах |
составляла |
/>г? |
= 2 '1 0 ^ с м ~ 3 , |
||||||||||
а после |
отж ига |
она в о з р а с т а л а в |
2 ,5 - 3 р а з а . Этот |
факт |
свидетельст |
||||||||||
вует о |
том , ч т о |
в п р о ц ессе |
отжига происходит растворение микрооса- |
||||||||||||
ждеиного |
т е л л у р а , приводящ ее к |
образованию электрически активных |
|||||||||||||
вакансий в м етал л и ч еск о й подрешетке |
и соответствующему повышению |
||||||||||||||
концентрации |
ды рок . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
Полученные |
р е зу л ь т а т ы |
находят свое объяснение на основе ана |
|||||||||||||
лиза фазовых |
ди аграм м |
и п роц ессов |
испарения твердых растворов |
|
|||||||||||
Щ-х & х # |
• |
П ервон ачальн о |
выросшая ч асть кристалла имеет большее |
||||||||||||
содержание |
в е |
по сравнению с |
исходной шихтой вследствие |
значи |
|||||||||||
тельного |
превыш ения |
п арц и альн ого |
давления паров |
ffeTe |
над давлени |
||||||||||
ем паров |
Pi Те |
|
Н еконгруэнтность испарения |
& Те |
приводит |
к |
|||||||||
насыщению к р и с т а л л а |
теллуром и |
при превышении предела его р аство |
|||||||||||||
римости - |
к |
осаждению |
фазных выделений на дефектах кристаллической |
||||||||||||
решетки. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Границы |
о б л а с т и |
гом оген н ости |
со |
стороны металлической |
компо |
||||||||||
ненты и ссл е д о в а л и с ь |
н а |
м онокристаллических образцах |
|
|
Те |
о |
|||||||||
х = 0 ,0 3 ; |
0 ,0 6 |
м етодом |
Б ребри ка & , |
4 7 . Насыщение образцов |
метал |
||||||||||
лической |
ком понентой |
проводили изотермическим отжигом в парах ших |
|||||||||||||
ты со става W f_ K Яех ) u ê ^ â . |
гд е |
â |
= |
0 ,0 2 т0 Д О . Величину |
отклонения |
||||||||||
от стехиометрии |
отож дествляли с концентрацией носителей |
тока,п олу |
|||||||||||||
ченной |
из |
и зм ерен и й |
эф ф екта Х олла. |
|
|
|
|
|
|
, |
Ооновная |
особенность |
э к с п е р т е н т о в |
по насыщению |
м ет а л л и ч е с |
|||||||||||||||||||||
кой |
компонентой образцов |
|
Sex Те |
|
- |
невозм ож ность |
с и н т е з а |
ши |
||||||||||||||||||
хты |
с избытком металлической компоненты, превыщающем |
п р е д ел |
е е |
р а |
||||||||||||||||||||||
створимости, |
с |
сохранением молярного |
с о став а |
х т в е р д о го |
р а с т в о |
|||||||||||||||||||||
р а . При этом, |
если |
избыток м еталла в |
шихте не |
превыш ает оп ределен |
||||||||||||||||||||||
ное |
значение |
$х |
, |
зависящее |
от |
молярного |
с о с т а в а |
т в е р д о г о р а с т в о |
||||||||||||||||||
р а , |
то образцы при отжиге сохраняют исходный |
/ ’-т и п |
проводи м ости . |
|||||||||||||||||||||||
По рентгенодифрактометрическим |
измерениям |
парам етра |
к р и с т а л л и е ч с - |
|||||||||||||||||||||||
кой |
рещетки установлено изменение |
молярности |
х т в е р д о г о |
р а с т в о |
||||||||||||||||||||||
р а |
(Pbf,x Set |
|
Те |
при |
синтезе |
с |
избытком |
м еталли ческой ком понен |
||||||||||||||||||
ты в зависимости |
от его |
значения |
Р |
для |
исходного р а с ч е т н о г о |
со |
||||||||||||||||||||
става |
х |
- |
0 ,0 6 |
(р и с ,2 ) . Такое |
изменение |
м олярности |
т в е р д о г о |
р а |
||||||||||||||||||
створа можно объяснить |
следующим |
образом . |
Энтальпия |
о б р а зо в а н и я |
||||||||||||||||||||||
P i l e |
( |
d / / ° - |
-1 6 ,9 |
ккал/м оль) |
почти |
в |
3 |
р а з а |
превыш ает |
с о о т в е т |
||||||||||||||||
ствующую величину при |
ОеТе |
( Д //°= -6 |
ккал /м о л ь) |
Д |
/ . |
В сл еств и е |
||||||||||||||||||||
этого |
присутствие |
свободного овинца в шихте при |
тем п ер ату р е |
си н те |
||||||||||||||||||||||
з а |
1000 °С приводит к реакции |
замещения герм ания |
|
свинцом |
в |
S e Те |
||||||||||||||||||||
о образованием |
свободного германия в |
твердой ф азе: |
|
|
|
|
|
|
||||||||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
P â A S eT e |
— |
P ile |
+ Se. |
|
|
|
|
|
|
|
|
( I ) |
|||||||
В случае полного замещения германия избыточным свинцом по |
р еакц и и |
|||||||||||||||||||||||||
(1) |
в |
твердом растворе |
произойдет |
изменение е г о |
м олярн ого |
с о с т а в а : |
||||||||||||||||||||
|
|
|
Щ -х |
|
|
|
^ |
|
f y - x + $ (f-x ) ^ х -Р (Х -х ) ^ |
|
|
|
|
|
^ |
|||||||||||
На р и с .2 |
прямой линией |
изображена |
зависим ость |
содерж ания |
P à T e |
в |
||||||||||||||||||||
твердом растворе |
от |
избытка металлической |
компоненты |
в сл у ч ае |
пол |
|||||||||||||||||||||
ного замещения германия свинцом для исходного |
с о с т а в а |
|
х |
= 0 , 0 6 . |
||||||||||||||||||||||
При |
âf - у — |
|
твердый раствор |
во сстан авл и в ается |
по |
P âT ef |
содерж а |
|||||||||||||||||||
щего ф азу избыточного германия. Дальнейшее повышение |
<Р |
приводит |
||||||||||||||||||||||||
к появлению |
фазы |
свинца. Экспериментальные |
точки |
|
р а с п о л а га ю т с я |
ни |
||||||||||||||||||||
же рассчитанной зависимости, что |
сви д етел ьству ет |
|
о неполном |
зам е |
||||||||||||||||||||||
щении германия |
свинцом в |
Se Те |
» |
содержащемся |
в |
|
твер д о м |
р а с т в о р е . |
||||||||||||||||||
|
Образцы |
/7-ти п а |
проводимости были получены |
|
при |
и зо те р м и ч е с |
||||||||||||||||||||
ком |
отжиге только |
в |
парах |
шихты |
с |
|
|
у |
~ |
, ч то ,н а п р и м е р , |
д л я |
л = |
||||||||||||||
= 0 ,0 6 |
составляет |
|
S |
= |
0 ,0 6 4 , |
т . е . |
с |
шихтой, |
в |
ко то р о й п р и с у т с т |
||||||||||||||||
вовал |
избыточный |
свинец в |
виде |
фазы. Зависим ость |
ко н ц ен тр ац и и |
но |
||||||||||||||||||||
сителей тока |
в |
образцах |
P&f„x Seх Те, ( х |
= |
0 ,0 3 ; |
0 , 0 6 ) , |
отожженных в |
|||||||||||||||||||
присутствии |
такой |
шихты, |
от температуры |
отж ига п р ед ставл ен ы |
н а |
|||||||||||||||||||||
р и с .З . Растворимость |
м еталлической компоненты |
им еет |
р етр о гр ад н ы й |
|||||||||||||||||||||||
х ар актер , |
к ак и для |
|
РЬТе . С понижением тем пературы |
гр а н и ц а |
об |
|||||||||||||||||||||
ласти |
гомогенности |
п ер есекает |
линию |
стехи ом етри ческого |
с о с т а в а |
|||||||||||||||||||||
86 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
при T = |
|
850 К даю |
/ |
= |
0 ,0 3 |
и Т = 860 К для |
ж |
= 0 ,0 6 . |
С увели |
||||||||||||
чением |
содерж ания теллури да германия в твердом растворе |
р аство |
|||||||||||||||||||
римость |
м етал л и ч еско й |
компоненты |
уменьш ается. Избыток металличе |
||||||||||||||||||
ской компоненты |
в шихте |
|
|
|
не позволял получать образцу я - |
||||||||||||||||
типа, |
х о т я |
в шихте |
и |
п ри сутствовал избыточный германий в |
виде |
фа |
|||||||||||||||
зы. Более |
т о г о , |
к а к |
п о казал и измерения эффекта Холла на |
образцах |
|||||||||||||||||
из такой |
шихты, |
к о т о р а я |
заведомо |
была насыщена германием, |
она |
со |
|||||||||||||||
храняла |
|
р |
- т и п |
проводим ости . |
Этот факт свидетельствует о различ |
||||||||||||||||
ных м еханизм ах вн ед р ен и я |
в кристаллическую решетку сверхстехиомет |
||||||||||||||||||||
рических |
атом ов |
сви н ц а |
и |
герм ания. По-видимому, |
сверхстехиометри |
||||||||||||||||
ческий |
|
сви н ец , |
к а к |
и |
в |
РЬ/Ъ |
3 t |
47» |
приводит |
к |
образованию |
в а |
|||||||||
кансий |
|
в |
подреш етке |
те л л у р а , |
которые |
являются |
донорами. Внедрение |
||||||||||||||
сверхстехиом етрических |
атомов |
|
германия происходит по т о м у |
меха |
|||||||||||||||||
низму и |
|
не |
д а е т |
д он орн ого |
д ей стви я . Детальное |
исследование |
меха |
||||||||||||||
низма вн ед р ен и я |
сверхстехиом етрических |
атомов |
германия в М ^х 5рх Тё |
||||||||||||||||||
требует |
|
дополнительны х |
исследований независимыми методами. |
|
|
|
|||||||||||||||
На |
м он окри сталли чески х образцах |
Pbf_x ûex Те |
{/ |
= 0 ,0 3 ; |
0 ,0 6 ; |
||||||||||||||||
0,08) |
р - |
и /7 -ти п а |
измерены |
|
температурные зависимости |
удельного |
|||||||||||||||
сопротивления и |
коэф фициента Холла в диапазоне температур |
77 |
- |
||||||||||||||||||
300 К. Коэффициент |
Х олла |
практически |
не |
зависит |
от |
температуры |
|
||||||||||||||
для исследуемы х |
о б р азц о в |
с концентрациями носителей |
заряда я, р - |
||||||||||||||||||
= i - I O ^ - 3 - Î O ^ 8 |
см "3 |
и |
не имеет особенностей при температуре |
|
Ш . |
||||||||||||||||
На температурны х зави си м о стях |
|
удельного |
сопротивления в |
области |
|||||||||||||||||
<Ш п о явл яется характерн ы й |
пик |
аномального рассеяния, о котором со |
|||||||||||||||||||
общалось |
в р а б о т а х |
/ 2 , |
3 7 . Как |
показали |
измерения, |
температура |
Гс |
||||||||||||||
максимума |
о со б ен н о сти |
в |
з а в и с и м о с т я х .^ |
(Т) зависит |
от |
/ |
и |
не |
|||||||||||||
зависит |
от |
ти п а |
и концентрации носителей зар яд а. По результатам |
||||||||||||||||||
измерений |
тем пературны х |
зависим остей |
коэффициента Холла и элект |
ропроводности построены температурные зависимости холловской под
вижности Д , |
* Рн & |
, которые |
представлены |
в логарифмическом |
масш |
||||||||||
табе н а |
р и с . 4 |
д л я о б р азц о в |
р - т и п а |
и н а |
р и с .5 для |
образцов |
|
/7 - |
|||||||
типа. Кроме |
ан о м ал ьн о го |
уменьшения |
подвижности при |
|
£ , о кото |
||||||||||
ром сообщ алось р а н е е |
/ 2 , |
|
3 7 , |
наблю дается |
изменение |
наклона |
темпе |
||||||||
ратурных зави си м о стей |
подвижности в |
низкотемпературной сегн ето - |
|||||||||||||
электрической |
ф а з е , ч т о |
сви д етел ьству ет |
об |
изменении механизма |
|||||||||||
рассеяния п ри |
ФП. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Х олловская подвиж ность |
в халькогегащ ах |
свинца в |
области |
при |
|||||||||||
месной проводим ости при |
д о статоч н о |
высоких |
температурах Т > 77 |
К |
|||||||||||
изменяется |
с |
тем п ер ату р о й |
по |
степенному |
закону |
'• Г |
|
где |
|||||||
вс = 2 - 3 . |
С ч и т а е т с я , |
ч то |
при эти х |
тем пературах;домишфующую роль |
|||||||||||
играет |
р ао сея н и е |
н а акку сти ч еск и х и |
оптических фононах. При темпе |
||||||||||||
ратурах |
выше |
£ |
-з а в и с м о о т ь |
подвижности |
в |
образцах |
Pbf_x Gex Tâ |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
87 |
аналогична |
наблюдаемой в |
P i Те |
(р и с .4 , кр и вая 4 ) |
и п о д ч и н я е т с я |
з а |
|||||||||||
кону |
f a ” Т ~* , где |
оС~ |
2 ,5 -3 |
для |
образцов |
/ 7 - т и п а |
( р и с . 4 ) |
Ио<;= |
||||||||
= 2 ,0 |
для |
ц -ти п а |
(р и с .5 ) . Более |
сильная |
зави си м о сть |
подвиж ности |
||||||||||
. . |
|
|
|
|
|
в об р азц ах |
р - т т а . |
о б ъ я с н я - |
||||||||
9(J*H» см / в с ) |
|
|
|
е то я д л я |
р $ Т е |
вл и ян и ем |
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
второй |
вал ен тн о й |
зоны с |
|
т я |
||||||
|
|
|
|
|
|
желыми дырками, |
к о т о р а я |
|
на |
|||||||
|
|
|
|
|
|
чинает |
за п о л н я т ь с я |
п р и |
тем |
|||||||
|
|
|
|
|
|
п ературах |
|
Л 200 |
К . |
В о б л ас |
||||||
|
|
|
|
|
|
ти |
это й |
тем пературы |
наблю да |
|||||||
|
|
|
|
|
|
е т с я излом |
в |
за в и с и м о ст и |
по |
|||||||
|
|
|
|
|
|
движности |
|
д л я |
р - Р д Т е . |
В |
об |
|||||
|
|
|
|
|
|
р а зц а х p -P à/-x fo x Те .д л я ко |
||||||||||
|
|
|
|
|
|
торых Тс é |
|
! 5 0 f2 0 0 |
К ( х |
^ |
||||||
|
|
|
|
|
|
^ 0 ,0 6 ) , |
наблю дался |
та к о й |
||||||||
|
|
|
|
|
|
же |
эффект |
|
( р и с .4 , |
и злом |
|
кри |
||||
|
|
|
|
|
|
вой |
2 ) , |
ч т о п о д тв ер ж д ает |
м о - |
|||||||
|
|
|
|
|
|
1дрлн,см*/дс) |
|
|
|
|
|
Рис»4 .-Температурные |
зависимости холловской подвиж ности в Рт/У*.х&к& : |
||||||||||||
1 - 1 |
|
=* 0 ,0 ; 2 - |
я - 0 .0 3 ; 3 - х = 0 ,0 6 ( р 77 = 2 1 0 /Г с м ^ ) |
||||||||||
Р и с .5 . |
Температурные |
зависимости |
холловской |
подвиж ности в n - P à ^ e e J t '' |
|||||||||
! - |
Я |
= |
0 ,0 3 ; 2 |
- |
/ |
= |
0 .0 6 |
( |
ti7? = j 2 - 3 ) - 1 0 v |
ом*) |
|||
даль |
двух |
валентных |
зон |
и |
для |
Pèf_x ûex Те |
.- При |
т е м п е р ат у р ах ни |
|||||
же |
Тс |
|
происходит |
р е зк а я |
смена механизма р а с с е я н и я . |
З ав и си м о сть |
|||||||
подвижности от |
температуры |
приобретает ви д |
р ^ Т |
' * 5 |
д л я о б р азц о в |
||||||||
jh и |
|
п -т и п а |
всех |
исследуемых |
со ставо в . Такую зави си м о сть подвиж |
||||||||
ности носителей зар яд а |
от |
температуры, по-видимому, о б у с л о в л и в а е т |
|||||||||||
88 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
доминирующий в к л а д |
р а с с е я н и я н а |
поляризованных акустических фо |
||||
нонах, возникающ их |
в |
сегн ето ф азе |
и з - з а |
потери кристаллом |
центра |
|
инверсии. В р а б о т е |
j b j н а |
температурных |
зависимостях подвижности |
|||
в эпитаксиальны х п л ен ках |
fl-Pbf_x Gex Те наблюдается максимум при |
|||||
появление к о т о р о го |
о б ъясн ялось увеличением; экранирования |
заряжен |
||||
ных примесей з а с ч е т |
р о с т а диэлектрической проницаемости вблизи |
т . На м он окри сталли чески х образцах такой аффект не наблюдается.
1 . Абрикосов Н .Х ., |
Шелимова Л .В . Полупроводниковые |
материалы |
на |
|||||||
основе соединений |
 * ô s |
- М .: |
Наука, |
1975. - 195 с . |
|
|||||
2. Takaoka S . , |
М цгаае |
К. |
Anomalous |
r e s i s t i v l t l n ear |
the f e r r o e le c - |
|||||
t r i k |
p h a se |
t r a n s i t i o n |
i n |
{Pd,Ge ,S?r)Te |
a llo y semi conductors |
/ / |
||||
Phys. |
R ev. |
b , - |
1979 . |
- |
2Û . N ? . |
- P. |
2823-2833. |
|
|
3. Абдуллин |
X .A ., Л еб ед ев А .И . Влияние дефектов |
и примесей на р ас |
|||||||||||||||||
сеяние |
н о си тел ей |
вб л и зи |
ф азового |
перехода в |
полупроводнике |
||||||||||||||
с егн ето эл ек тр и к е |
Pbr-xGex Те |
|
/ / |
Физика твердого тела. - 1 9 8 3 ,- |
|||||||||||||||
25 л î 2 . - |
С . 3 5 7 Ï - 3 5 7 6 . |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
4. Равич |
Ю .Й ., |
Ефимова Б . А . | |
Смирнов И.А. Методы исследования по |
||||||||||||||||
лупроводников в |
применении |
к |
халысогенидам свинца |
РЬТе, PbSe , |
|||||||||||||||
P éS . |
|
- |
М .: |
Н ау ка, Ï9 6 8 . |
- |
303 |
о . |
|
|
|
|
|
|
||||||
5. Гришечкина С .П ., Максимов |
М .Х ., |
Шотов А.П. Изменение подвижно |
|||||||||||||||||
сти* свободных н о си тел ей |
в |
Pâr-x Gex Те |
* -ти п а |
при сегиетоэлект- |
|||||||||||||||
|и ч ес к о м |
ф азовом |
переходе |
/ / |
Краткие |
сообщ. по физике. ФИШ. - |
||||||||||||||
УДК 539 Л 4 3 .4 3 6 |
539 Л .0 7 8 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
Г.В .Дднилш |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
НАБЛЮДЕНИИ ЯМР В МОНОКРШТАЛЛШЕСШ ПЛАСТИНАХ P i Те |
|
||||||||||||||||||
В работе |
|
Д 7 |
обнаруж ено |
уширение |
линий ЯМР, |
вызванное |
измельчени |
||||||||||||
ем объемных |
к р и с т а л л о в |
РЬТе |
. Более подробно влияние деформации |
||||||||||||||||
на резонансны е |
сп ектры |
я д ер |
свинца в образцах с различной дыроч |
||||||||||||||||
ной концентрацией и ссл ед о ван о |
в |
/ 2 , |
3 } . Было установлено,что в по |
||||||||||||||||
рошкообразных |
о б р а зц ах |
и з - з а |
упругих |
напряжений вблизи дислокаций |
|||||||||||||||
возникает |
движ ение |
точечны х |
деф ектов. Последнее с |
течением време |
|||||||||||||||
ни приводит |
к |
ком пенсации |
носителей тока |
в |
объеш |
крйсталла.Выяс- |
|||||||||||||
нилооь, |
ч т о |
п р о ц е с с ком пенсации |
не |
явл яется |
устойчивым и сильно |
||||||||||||||
эависит |
от |
тем п ер ату р ы . В |
этом случае |
неустойчивость |
спектров ЯМР, |
||||||||||||||
связанная с |
п л а ст и ч е с к о й деформацией, |
затрудняет |
получение досто |
||||||||||||||||
верной информации. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||
У словия |
наблю дения |
ЯМР в |
монокристаллических пластинах р ас |
||||||||||||||||
смотрены |
в |
р а б о т е / 1 7 , |
г д е |
в |
ч астн ости , |
показана |
возможность ис |
||||||||||||
следования р езо н ан сн ы х |
сп ектров |
в |
проводящих пластинах толщиной |
||||||||||||||||
i - 0 ,5 * 0 ,8 |
мм. О днако |
серьезным |
недостатком таких исследований |
||||||||||||||||
является |
вли ян и е ски н -эф ф екта |
на |
форму линий. |
|
|
|
|||||||||||||
П риготовление |
тон ки х |
пластин |
|
РЬТе » полностью прозрачных для |
|||||||||||||||
радиочастот |
ЯМР, я в л я е т с я |
трудной |
зад ачей . |
Это |
связано прежде в с е - |
89
РиС .1. Деформация |
тонкой пластины |
в процессе |
р е за н и я : |
|
|
|
|||||||||
1 - |
монокристалл; |
2 - струна; |
3 - |
о трезаем ая |
пластина |
|
|
||||||||
Р и с .2 . Схема приготовления монокристаллических |
п ласти н из ориенти |
||||||||||||||
рованного монокристалла |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
го с легкой повреждаемостью кристаллической структуры |
м а т е р и а л а м |
||||||||||||||
также о необходимостью сохранения ориентации |
п ласти н |
м алой толщи |
|||||||||||||
ны |
( 4 = Î00f200 мкм). Немаловажным фактором |
я в л я е т с я |
и эконом ия |
||||||||||||
дорогостоящ его материала при изготовлении о б р азц о в . |
|
|
|
|
|||||||||||
|
В данной работе наблюдение формы линий ЯМР осущ ествлено |
|
н а |
||||||||||||
блоке ориентированных пластин, |
приготовленных |
по следующей м етоди |
|||||||||||||
к е .-П р и нарезании |
тонких пластин проволочной р е зк о й |
с |
прим енением |
||||||||||||
абрази ва или электрохимии отрезаемые пластины обычно |
и зги б аю тся |
||||||||||||||
вследствие |
деформации поверхностного слоя |
к р и стал л а |
( р и с . 1 ) . |
|
Для |
||||||||||
устранения |
это го |
недостатка м онокристаллический |
сл и то к о б р е з а л с я |
||||||||||||
по плоскостям, нацример (100) |
и (0 1 0 ), |
до |
р азм ер о в , |
с о о тв етств у ю |
|||||||||||
щих |
объему приемной катушки датчика сп ектром етра. От |
о р и ен ти р о ван |
|||||||||||||
ного |
в трех |
кристаллографических п лоскостях |
о б р азц а |
о т р е з а л а с ь |
п е |
||||||||||
р вая |
пластина заведомо большой |
толщины |
(У ^ I |
|
мм) с целью ц р е д о т в р а - |
||||||||||
щения и зги ба пластины . После обработки п оверхн ости со |
стороны |
р е |
|||||||||||||
зания пластина с |
|
сохранением |
ориентации |
вновь |
п р и к л еи вал ась |
к |
ме |
||||||||
сту |
среда и выполнялся следующий р а з р е з . Однако |
при |
этом толщ ина |
||||||||||||
последующих пластин уже со ставляла заданную |
вели чи н у, |
нацример |
|||||||||||||
Ï0 0 мкм. Процедуру повторяли до тех п о р , |
п ока |
не была |
д о с т и г н у т а |
||||||||||||
необходимая |
толщина п а к е та 5 -7 |
мм. После |
э т о г о |
п е р в а я |
п л а с т и н а |
о о - |
|||||||||
шлифовывалась до |
установленной |
толщины |
или ц р о сто исклю чалась |
|
|||||||||||
(р и о .2 ). Таким образом можно получить |
п ак ет |
тонких |
п л а ст и н с |
|
з а |
||||||||||
данной ориентацией. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||
|
Измерения ЯМР были проведены |
на п ак ете |
п л асти н , |
г д е к р и с т а л |
|||||||||||
лографическая плоскость (100) |
устан о вл ен а |
нормально |
к |
внеш нему м а - |
|||||||||||
гнитнсму полю по |
способу, предложенному в |
/ 5 / . |
К онцентрация |
носи |
|||||||||||
телей то ка в ооразце разм ерам и охохь см“ |
|
|
|
|
|
- |
|
—q |
|||||||
с о с т а в л я л а /? = 7 - и г ’ см |
|||||||||||||||
Спектр ЯМР п р ед ставл ял 'о о бо й сиш етричную линию ш и р и н о й ^ /'* |
( 2 ,5 + |
||||||||||||||
90 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|