Синтез и свойства теллурида свинца, легированного тулием
Диссертация
III. 6.1.1. Подготовка образцов111. 6. 1. 2. Определение состава кристаллов111. 6. 1. 3. Исследование реальной структуры кристаллов. Синтез ромбоэдрической фазы Tm4Tes. I. введение. Сведения о зарядовом состоянии и электрической активности примесей в легированных кристаллах РЬТе. 6. Определение магнитной восприимчивости. Система Тш — Те11. 3. 1. Фазовая диаграмма и термодинамические свойства фаз… Читать ещё >
Содержание
- I. ВВЕДЕНИЕ
- II. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
- II. 1. Система РЬ — Те
- 11. 2. Система Тш — Р
- 11. 3. Система Тш — Те
- 11. 3. 1. Фазовая диаграмма и термодинамические свойства фаз в системе Тш-Те
- 11. 3. 2. Зонная структура монотеллурида тулия
- 11. 3. 3. Зарядовое состояние тулия в TmTe
- 11. 3. 4. Синтез теллуридов тулия
- 11. 3. 5. Перспективы исследования теллуридов тулия 19 П. 4. Система РЬ — Тш — Те
- 11. 4. 1. Сведения о фазовой диаграмме системы РЬ — Тш — Те
- 11. 4. 2. Свойства фаз в системе РЬ-Тш-Те
- 11. 5. Синтез и свойства монокристаллов легированного теллурида свинца
- II. 5.1. Особенности реальной структуры кристаллов легированного РЬТе 29 ' II.5.2. Влияние операционных параметров синтеза на реальную структуру кристаллов
- 11. 5. 3. Образование пересыщенных твердых растворов при направленной кристаллизации
- 11. 5. 4. Сведения о зарядовом состоянии и электрической активности примесей в легированных кристаллах РЬТе
- 11. 6. Выводы из обзора литературы 49 III. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТ
- III. 1. Исходные материалы и оборудование
- 111. 2. Синтез фаз в системе Pb-Tm-Te
- 111. 2. 1. Синтез монотеллурида тулия
- 111. 2. 1. 1. Отжиг тулия в парах теллура
- 111. 2. 1. 2. Гидридный метод
- 111. 2. 1. 3. Синтез в расплаве бромида натрия 57 III.2.1.4. Синтез в расплаве свинца
- 111. 2. 1. 5. Высокотемпературный синтез
- 111. 2. 1. 6. Получение тонких пленок
- 111. 2. 2. Синтез ромбоэдрической фазы Tm4Tes
- 111. 2. 3. Синтез Тш2Те
- 111. 2. 4. Синтез сплавов состава ТшгТе, TmTeus, ТтзТе
- 111. 2. 5. Синтез теллурида свинца
- 111. 2. 6. Синтез оксотеллурида тулия
- 111. 3. Диагностика фаз
- 111. 3. 1. Рентгенофазовый анализ
- 111. 3. 2. Измерение магнитной восприимчивости
- 111. 3. 3. Дифференциально-термический анализ
- 111. 4. Изучение фазовой диаграммы системы Pb-Tm-Te
- 111. 4. 1. Фазовый состав и ДТА образцов в системе Тт-Те
- 111. 4. 2. Триангуляция системы Pb-Tm-Te 75 Ш. 4.3. Разрез РЬТе — Тт2Те
- 111. 5. Выращивание кристаллов теллурида свинца, легированного тулием
- III. 5.1. Рост кристаллов из пара
- Ш. 5.2. Рост кристаллов из расплава
- 111. 6. Исследование монокристаллов 93 III.6.1. Использованные методы исследования
- III. 6.1.1. Подготовка образцов
- 111. 6. 1. 2. Определение состава кристаллов
- 111. 6. 1. 3. Исследование реальной структуры кристаллов
- 111. 6. 1. 4. Гальваномагнитные исследования
- 111. 6. 1. 5. Исследование температурной зависимости электропроводности
- 111. 6. 1. 6. Определение магнитной восприимчивости
- 111. 6. 1. 7. Исследование околокраевой тонкой структуры спектра рентгеновского поглощения (XANES)
- 111. 6. 1. 2. Определение состава кристаллов
- 111. 6. 2. 1. Зависимость параметра элементарной ячейки кристаллов от состава
- 111. 6. 2. 2. Распределение тулия по длине выращенных кристаллов
- 111. 6. 2. 3. Реальная структура кристаллов
111.6.2.4. Температурная зависимость электрического сопротивления 127 Ш. 6.2.5.0пределение зарядового состояния Тш: магнитная восприимчивость и XANES 128 III.6.2.6. Результаты гальваномагнитных исследований
Список литературы
- Акимов Б.А., Зломанов В. П., Рябова Л. И. и др. Перспективные материалы ИК-оптоэлектроники на основе соединений группы А4В6.// Высокочистые вещества. 1991, № 6, с.22−35.
- Новоселова А.В., Зломанов В. П. Р-Т-х диаграммы состояния систем металл-халькоген. М.: Наука. 1987, 207 с.
- Абрикосов Н.Х., Шелимова Л. Е. Полупроводниковые материалы на основе соединений AIVBVI. М.: Наука. 1975, 196 с.
- Физика и химия редкоземельных элементов. Справочник под ред. Гшнайдера К. и Айринга Л. М.: Металлургия. 1982, с. 24, 33,49.
- Palenzona A., Cirefici S. Dynamic differential calorimetry of intermetallic compounds. II. Heat of formation, heat and entropies of fussion of rare-earth-lead (RePb3) compounds.// Thermochim. acta. 1973, v. 6, № 4, p.455−460.
- Елисеев A.A., Садовская O.A., Кузьмичева Г. М. Синтез и кристаллохимия редкоземельных полупроводниковых халькогенидов.// Журн. Всесоюз. хим. о-ва им. Д. И. Менделеева. 1981, т. 26, № 6, с. 12−21.
- Елисеев А.А., Зинченко К. А., Землянухина В. М. и др. Рентгенографическое изучение теллуридов тулия.// Журн. неорган, химии. 1976, т. 21, № 10, с.2603−2605.
- Kaldis Е., Jilek Е., Spychiger Н. The search for a trivalent thulium monotelluride. // J. Less-Common Metals. 1983, v. 93, p. 399−409.
- Usha Devi S., Singh S.// Solid State Commun. 1984, v. 52, p. 303−305.
- Petzel Т., Ludwigs J., Greis O. Thermodynamics of sublimation and crystal chemistry of Tm0.77Te.// J. Less-Common Metals. 1989, v. 154, p. 317−328.
- Iandelli A., Palenzona A.// Inorg. Chem. 1965, v. 4, p. 970.
- Cannon J.F. and Hall H.T. High-pressure, high-temperature syntheses of selected lanthanide-tellurium compounds. // Inorg. Chem. 1970, v. 9, № 7, p. 1639.
- Kobler U., Fischer К., Bickmann К. et al. I I J. Magn. Magn. Mater. 1981, v. 24, p. 34−42.
- JCPDS-PDF Collection code № 15−855 (TmTe).
- Iandelli A. // Atti Acad. Nazi. Lincei, Rend., Classe Sci. Fis., Mat. e Nat. 1961, v. 30, № 8, p. 201−207- Chem. Abstr. 1962, v. 56, p. 1041.
- Ott H.R., Hulliger F. Tm Valency and Magnetism in TmTe.// Z. Phys. B-Condensed Matter. 1983, v. 49, p. 323−330.
- Mills K.C. Thermodynamic Data for Inorganic Sulphides, Selenides and Tellurides. London, Butterworths. 1974, 845p.
- Gmelin. Handbook RE Main (21) v. C10, p.251−272.
- Suryanarayanan R., Guntherodt G., Freeouf J.L. et al. // Phys. Rev. 1975, v. В12, № 3, p. 4215−4222.
- Смирнов И.А. Редкоземельные полупроводники перспективы развития и применения. // Журн. Всесоюз. хим. о-ва им. Д. И. Менделеева. 1981, v. 26, № 6, с. 2−11.
- Wohlleben D., Huber J.G., Maple. М.В. Magnetism and Magnetic Materials. Part2. Academic Press, New York. 1972, p. 1478.
- Kaindl G., Laubschat C., Reihl B. et al. // Phys. Rev. 1982, v. B26, № 3, p. 17 131 727.
- Abdusalyamova M.N., Chuiko A.G., Golubkov A.Y. et al. Synthesis, growth and investigation of the physical-chemical properties of single-crystals of TmSb, TmTe and their solid-solutions TmSbi.xTex. // J. Alloys and Сотр. 1994, v. 205, № 1−2, p. 107−109.
- Bucher E., Andres K., di Salvo F.J. et al. // Phys. Rev. 1975, v. B11, № 3, p. 500 513.
- Batlogg В., Kaldis E., Schlegel A. et al. // Phys. Lett. 1976, v. A56, p. 122−124.
- Kaindl G., Brewer W.D., Kalkowski G. et al. // Phys. Rev. Lett. 1983, v. 51, p. 2056−2059.
- Wachter P., Bommeli F., Filzmoser M. Phonons in TmTe. // Solid State Comm. r1998, v. 108, № 9, p. 641−644.
- Shiina R., Shiba H. Theory of antiferro-quadrupolar ordering of TmTe similarity and dissimilarity with CeB6. // Physica B. 1999, v. 261, № 1, p. 322−323.
- Fukushima N., Kuramoto Y. Fluctuation effects on the quadrupolar ordering in magnetic field. // J. Phys. Soc. Jap. 1998, v. 67, № 7, p.2460−2468.
- Kasuya T. Mixing-type quadrupolar order on gamma (7)-doublet in TmTe.// J. Phys. Soc. Jap. 1994, v. 63, № 11, p. 3936−3940.
- Link P., Gukasov A., Mignot J.M. et al. Neutron-diffraction study of quadrupole order in TmTe: observation of a field-induced magnetic superstructure.// Physica B.1999, v. 261, № 1, p. 319−321.
- Link P., Gukasov A., Mignot J.M. et al. Neutron-diffraction study of quadrupolar order in TmTe: First evidence for a field-induced magnetic superstructure.// Phys. Rev. Lett. 1998, v. 80, № 21, p. 4779−4782.
- Clementyev E., Kohler R., Braden M. et al. Neutron scattering study of crystal-field excitations in TmTe.// Physica B. 1997, v. 230, № 2, p. 735−737.
- Jha P. K, Sanyal S.P. Pressure dependence of structural and phonon properties of intermediate valence compound TmTe. // J. Phys. Chem. Solids. 1999, v. 60, № 4, p. 567−571.
- Tang J., Kosaka Т., Matsumura T. et al. The valence state of TmTe at high pressure.// Solid State Comm. 1996, v. 100, № 8, p. 571−574.
- Matsumura Т., Kosaka Т., Tang J. et al. Pressure induced semiconductor to metal transition in TmTe.// Phys. Rev. Lett. 1997, v. 78, № 6, p. 1138−1141.
- Heathman S., Lebihan Т., Darracq S. et al. High-pressure behavior of TmTe and EuO. // J. Alloys and Сотр. 1995, v. 230, № 12, p. 89−93.
- Link P., Goncharenko I.N., Mignot J.M. et al. Ferromagnetic mixed-valence and kondo-lattice state in TmTe at high pressure.// Phys. Rev. Lett. 1998, v. 80, № 1, p. 173−176.
- Matsumura Т., Nakamura S., Goto T. et al. Low temperature properties of the magnetic semiconductor TmTe.// J. Phys. Soc. Jap. 1998, v. 67, № 2, p. 612−621.
- Matsumura Т., Nakamura S., Goto T. et al. Quadrupolar ordering in TmTe.// Physica B. 1996, v. 224, № 1−4, p. 385−388.
- Matsumura Т., Shida H., Suzuki T. Specific heat study of the quadrupolar ordering in TmTe. // Physica B. 1997, v. 230, № 2, p. 738−740.
- Ufiiktepe Y., Kimura S., Kinoshita T. et al. Resonant photoemission studies of thulium monochalcogenides around the Tm 4d threshold. // J. Phys. Soc. Jap. 1998, v. 67, № 6, p. 2018−2026.
- Kinoshita Т., Ufuktepe Y., Nath K.G. et al. Resonant photoemission studies of thulium monochalcogenides around the Tm 3d threshold. II J. Electr. Spectr. Rel. Phenom. 1998, v. 88, № 3, p. 377−384.
- Walter U., Hollandmoritz E., Steigenberger U. Pressure-induced valence and crystal-field shifts in YbCu2Si2 and TmTe by neutron-scattering.// Z. Phys. B-Condens. Matter. 1992, Bd. 89, № 2, s. 169−176.
- Matsumura Т., Li Dx., Kwon Ys. et al. Impurity-induced properties of conducting TmTe. // Physica B. 1994. v. 199, № 4, p. 545−547.
- Nayak P. A model for the reflectivity spectra of TmTe. // Pramana J. Phys. 1996, v. 46, № 4, p. 271−275.
- Bucher В., Steiner P., Wachter P. Excitonic insulator phase in TmSeo.45Teo.55. Phys. Rev. Lett. 1991, v. 67, p. 2717−2720.
- Рустамов П.Г., Абилов Ч. И., Мамедов M.P. Фазовая диаграмма и свойства фаз системы РЬТе TmTe. // Неорган, материалы. 1999, т. 35, № 2, с. 164−165.
- Акимов Б.А., Коробейникова Е. Н., Рябова Л. И. и др. Влияние Tm на свойства теллурида свинца. // Физика и техника полупроводников. 1991, т.25, № 2, с.342−344.
- Ryabova L.I., Tamm M.E. Tm doping of lead telluride. Rare Earth Doped Semiconductors Symposium. 13−15 April 1993. San Francisco, CA, USA. p.225−228.
- Насибов И.О., Султанов Т. И., Мургузов М. И. и др. Изучение свойств системы ЭугТез РЬТе и электрофизических свойств сплавов Ln2Te3 — РЬТе (Ln = Gd, ТЬ, Но, Er, Tm). Сборн. Физика и химия редкоземельных полупроводников. М.: Наука. 1990, с. 164−169.
- Глазов В.М., Глаголева Н. Н., Евгеньев С. Б. Объемные изменения при плавлении GeTe, SnTe, РЬТе, PbSe, PbS. // Изв. АН СССР, Неорган, материалы. 1968, т.2, № 3, с.418−423.
- Brebrick R.F., Gubner Е. Composition Stability of РЬТе. // J. Chem. Phys. 1962, v. 36, № 5, p.1283−1289.
- Вертелецкий П.В., Зломанов В. П., Тананаева О. И. Синтез кристаллов теллурида свинца, легированных хромом.// Неорган, материалы. 1998, т. 34, № 4, с. 400.
- Кузнецова Т.А., Зломанов В. П., Тананаева О. И. Особенности легирования теллурида свинца кобальтом и никелем.// Неорган, материалы. 1998, т. 34, № 9, с.1055−1061.
- Кудрявцева С.М., Кузнецова Т. А., Зломанов В. П. и др. Выращивание кристаллов РЬТе, легированного индием.// Неорган, материалы. 1997, т. 33, № 3, с.305−309.
- Мильвидский М.Г. Полупроводниковые материалы в современной электронике. М.: Наука. 1986, 144 с.
- Мильвидский М.Г., Освенский В. Б. Получение совершенных кристаллов. Сборн. Проблемы современной кристаллографии. М.: Наука. 1975, с.79−109.
- Zlomanov V.P., Chtcherbatchev K.D., Tkalich А.К. Point defect clasters in Pbi. xInxTe single crystals revealed by X-ray diffuse scattering method. // J. Solid State Chem. 1998, v. 137, № 1, p. 119−121.
- Дорофеев С.Г., Кузнецова Т. А., Тананаева О. И. и др. Особенности реальной структуры легированных кристаллов РЬТе. // Неорган, материалы. 1999, т. 35, № 8, с.934−936.
- Чернов А.А. Процессы кристаллизации. Современная кристаллография. Т.З. М.: Наука. 1980, с.146−154.
- Лоусон У.Д., Нильсен С. Выращивание монокристаллов. Процессы роста и выращивание монокристаллов. М.: ИЛ. 1963, с.13−302.
- Кантер Ю.О., Сидоров Ю. Г. Зародышеобразование в расплавах РЬТе. // Неорган, материалы. 1981, т. 17, № 8, с. 1373−1377.
- Киргинцев А.Н., Исаенко Л. И., Исаенко В. А. Распределение примеси при направленной кристаллизации. Новосибирск.: Наука. 1977, 253с.
- Крегер Ф. Химия несовершенных кристаллов. М.: МИР. 1969, с. 155.
- Фистуль В.И. Сильно легированные полупроводники. М.: Наука. 1967, 415с.
- Волков Б.А., Рябова Л. И., Хохлов Д. Р. Примеси с переменной валентностью в твердых растворах на основе теллурида свинца.// Успехи физ. химии. 2002, т. 172, № 8, с.875−906.
- Golacki Z., Heinonen М. Valency of Yb in PbS and PbTe determined by XPS. // Acta Phys. Polonica A. 1997, v. 91, p. 775−778.
- Zayachuk D.M., Kempnyk V.I., Bednarsky W. et al. Two charge states of Gd-impurities in the PbTe: Gd crystals. // J. Magn. Magn. Mater. 1999, v. 191, p.207−209.
- Акимов Б.А., Вертелецкий П. В., Зломанов В. П. и др. Осцилляции Шубникова-де-Гааза в РЬТе(Сг). // Физика и техника полупроводников. 1989, т. 23, № 2, с.244−249.
- Story Т., Wilamowski Z., Grodzicka Е. et al. Electron paramagnetic resonance of Cr in PbTe. // Acta Phys. Polonica A. 1993, v. 84, № 4, p.773−775.
- Mac W., Story Т., Twardowski A. Magnetization of Pbi. xCrxTe semimagnetic semiconductor. // Acta Phys. Polonica A. 1995, v. 87, № 2, p. 492−494.
- Story Т., Grodzicka E., Witkowska B. et al. Transport and magnetic properties of PbTerCr and PbSnTe: Cr. // Acta Phys. Polonica A. 1992, v. 82, № 5, p. 879−881.
- Tkalich A.K., Demin V.N., Zlomanov V.P. Oxidation states of In in Pbi.xInxTe.// J. Solid State Chem. 1995, v. 115, № 1, p. 1−3.
- Белоконь C.A., Дарчук С. Д., Пляцко C.B. и др. Поведение примеси индия в монокристаллах теллурида свинца. // Изв. АН СССР, Неорган, материалы. 1988, т. 24, № 10, с. 1618−1622.
- Белогорохов А.И., Иванчик И. И., Попович 3. и др. Структура DX-подобных центров в узкозонных полупроводниках AIVBVI, легированных элементами III группы. // Физика и техника полупроводников. 1998, т. 32, № 6, с. 679−683.
- Zlomanov V.P., Tkalich А.К. Charge impurity states of In, Ga, Ge in the narrow-gap PbTe. // SPIE, 1999, v.3890, p.158−162.
- Кайданов В.И., Рыков C.A., Рыкова M.A. и др. Исследование метастабильных квазилокальных состояний индия в теллуриде свинца методом туннельной спектроскопии. // Физика и техника полупроводников. 1990, т. 24, № 1, с. 144−151.
- Немов С.А., Прошин В. И., Абайдулина Т. Г. Влияние квазилокальных состояний In на дефектообразование в РЬТе. // Физика и техника полупроводников. 1996, т. 30, № 7, с. 1285−1292.
- Артамкин А.И., Кожанов А. Е., Слынько Е. И. и др. Транспортные и магнитные свойства сплавов PbTe(Mn, Cr). VI Российская конференция по физике полупроводников, Санкт-Петербург, 27−31 октября 2003 г., с.72−73.
- Макаров Л.Л., Батраков Ю. Ф., Зломанов В. П. и др. Состояние атомов Ga и In в кристаллах РЬТе по данным их эмиссионных /f-спектров. // Журн. неорган, химии. 1997, т. 42, № 2, с. 287−291.
- Васильев А.Н., Волков Б. А., Волошок Т. Н. и др. Неравновесная парамагнитная восприимчивость примесных центров галлия в теллуриде свинца. // Журн. эксперим. теор. физ. 1998, т. 114, № 5, с. 1859−1867.
- Лакеенков В.М., Тетеркин В. В., Сизов Ф. Ф. и др. Поведение примеси Ga в монокристаллах РЬТе. // Укр. физич. журнал. 1984, т. 29, № 5, с. 757−759.
- Абакумова Т.А., Яшина Л. В., Зломанов В. П. и др. Донорное влияние германия на РЬТе. // Неорган, материалы. 1994, т. 30, № 9, с. 1121−1123.
- Islam Q.T., Bunker В.А. Ferroelectric transition in Pbi. xGexTe: extended X-Ray-absorption fine-structure investigation of the Ge and Pb sites. // Phys. Rev. Lett. 1987, v. 59, № 23, p. 2701−2704.
- Prewitt C.T., Sleight A.W. Structure of gadolinium sesquisulfide. // Inorg. Chem. 1968, v.7, № 6, p. 1090.
- Чечерников В.И. Магнитные измерения. M.: МГУ. 1963,232с.
- Маклаков С.А. Изучение закономерностей выращивания кристаллов AIVBVI из пара. Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук. МГУ. 1984.
- Андрюшенко Е.Д. Синтез и исследование твердых растворов Pbi.xSnxTe. Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук. МГУ. 1983.
- Аносов В.Я., Погодин С. А. Основные начала физико-химического анализа. М.: Изд. АН СССР. 1947, 870 с.
- Крылюк О.Н. Синтез эпитаксиальных гетероструктур с согласованными параметрами кристаллическои решетки на основе твердых растворов, А В . Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук. МГУ. 1986.
- Holoway Р.Н. Quantitative Auger-electron Analysis of Homogeneus Binary Alloys Chromium in Gold. // Surface Sci. 1997, v. 66, p. 479−494.
- Palmberg P.W., Reach J.E., Weber R.E. et al. Handbook of Auger-electron Spectroscopy. Edina, Minnesota. 1972, 162 p.
- Coghlan W.A., Clausing R.E. Auger Catalog. Calculated Transition Energies Listed by Energy and Element.// Atomic Data. 1973, № 5, p. 317−469.
- Косенко В.Е. «Быстрая» и «медленная» диффузия в германии. Радиационная автоматика, изотопы и ядерные излучения в науке и технике. Киев: АН УССР. 1964, с.177−180.
- Кузнецова Т.А. Синтез кристаллов теллурида свинца, легированных переходными металлами (Со, Ni). Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук. МГУ. 1994.
- Абакумова Т.А., Тананаева О. И., Зломанов В. П. Выращивание высокоомных кристаллов РЬТе, легированных германием и галлием. // Неорган, материалы. 1994, т. 30, № 5, с. 639−641.
- Зломанов В.П. Направленный синтез соединений группы AIVBVI. Диссертация на соискание ученой степени доктора химических наук. МГУ. 1982.
- Кайданов В.И., Немов С. А., Равич Ю. И. Самокомпенсация электрически активных примесей собственными дефектами в полупроводниках типа AIVBVI. // Физика и техника полупроводников. 1994, т. 28, № 3, с. 369−393.
- Тиллер В.А. Сегрегация растворимых примесей при затвердевании слитка. Сборн. Жидкие металлы и их затвердевание. М.: Металлургия. 1962, 405 с.
- Вигдорович В.Н., Вольпян А. Е., Курдюмов Г. М. Направленная кристаллизация и физико-химический анализ. М.: Химия. 1976,200 с.