Точкові дефекти і фізико-хімічні властивості CdTe, HgTe та твердих розчинів на їх основі
Розробка кристалохімічних моделей домінуючих точкових дефектів у кристалах бінарних сполук CdTe, HgTe. Аналіз механізмів утворення на їх основі твердих розчинів, що визначають властивості матеріалу, необхідні для пристроїв напівпровідникової техніки.
| Рубрика | Химия |
| Вид | автореферат |
| Язык | украинский |
| Дата добавления | 29.10.2015 |
| Размер файла | 89,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru
Міністерство освіти і науки України
Прикарпатський національний університет
імені Василя Стефаника
Дмитрів Анжела Миколаївна
УДК 546.48'24:544.022.384.2
ТОЧКОВІ ДЕФЕКТИ І ФІЗИКО-ХІМІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ CdTe, HgTe ТА ТВЕРДИХ РОЗЧИНІВ НА ЇХ ОСНОВІ
02.00.21 - хімія твердого тіла
АВТОРЕФЕРАТ
дисертації на здобуття наукового ступеня
кандидата хімічних наук
Івано-Франківськ - 2006
Дисертацією є рукопис
Робота виконана на кафедрі фізики і хімії твердого тіла Інституту природничих наук при Прикарпатському національному університеті імені Василя Стефаника МОН України
Науковий керівник: доктор хімічних наук, професор Фреїк Дмитро Михайлович, Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника МОН України, завідувач кафедри фізики та хімії твердого тіла, директор Фізико-хімічного інституту, м. Івано-Франківськ
Офіційні опоненти:
доктор хімічних наук, професор Панчук Олег Ельпідефорович, Чернівецький національний університет імені Юрія Федьковича, завідувач кафедри неорганічної хімії, м.Чернівці
доктор хімічних наук, професор Неділько Сергій Андрійович, Київський національний університет імені Тараса Шевченка, професор кафедри неорганічної хімії, м.Київ
Провідна установа: Інститут хімії поверхні НАН України, м. Київ.
З дисертацією можна ознайомитися у науковій бібліотеці Прикарпатського національного університету імені Василя Стефаника (76025, м. Івано-Франківськ, вул. Шевченка, 79).
Вчений секретар спеціалізованої вченої ради К 20.051.03 Кланічка В.М.
ЗАГАЛЬНА ХАРАКТЕРИСТИКА РОБОТИ
Актуальність теми. Аналіз впливу точкових дефектів на властивості напівпровідників і питання про свідоме керування їх видом і концентрацією являють собою одну із важливих проблем хімії твердого тіла і технології. Цій тематиці присвячено велике число монографій і оглядів, а також міжнародних конференцій [1,2]. Роль точкових дефектів є особливо важлива у випадку широкозонних напівпровідників, що обумовлено великими енергіями зв'язку локалізованих носіїв заряду, значними концентраціями дефектів (~ 1017 см-3) та неконтрольованими домішками і схильністю до їх самокомпенсації [3].
У випадку CdTe, HgTe та твердих розчинів на їх основі (CdTe-HgTe, CdTe-ZnTe, CdTe-MnTe), що знайшли широке використання у напівпровідниковій техніці (детектори іонізуючого випромінювання, світлові індикатори, електролюмінісцентні пристрої, перетворювачі сонячної енергії і т. д.) при вивченні процесів дефектоутворення ефективними виявилися квазіхімічні моделі з різними комбінаціями переважаючих точкових дефектів. Найбільш відомими з цих питань є праці Д. Нобеля [4], О.Е. Панчука [5], В.М. Глазова [6]. Для розуміння природи точкових дефектів у кристалах важливо також знання їх кристалічної структури, оскільки ряд властивостей можна пояснити, встановивши розподіл йонів у кристалографічних позиціях кристалічної гратки. При цьому залучення принципово нового у хімії твердого тіла кристалоквазіхімічного методу до аналізу дефектної підсистеми як стехіометричних так і нестехіометричних кристалів, запропонованого у роботах проф. С.С. Лісняка [7], дозволяє розглянути реальну природу точкових дефектів, що є основою для дослідження механізмів утворення твердих розчинів. Змінюючи склад твердих розчинів (у межах області гомогенності), і таким чином їх дефектну підсистему, можна регулювати ту чи іншу його властивість, зокрема: ширину забороненої зони, електричні, оптичні і магнітні параметри.
Зауважимо, що якщо для кристалів бінарних сполук CdTe, HgTe є певний прогрес у питанні встановлення мікроскопічної природи дефектів і необхідне тільки їх уточнення, то для твердих розчинів на їх основі багато питань далекі від завершень. Це стосується, у першу чергу, визначення домінуючих дефектів, механізмів їх утворення та взаємодії. Системне порівняння експериментальних результатів із теоретичними моделями дефектної підсистеми у значній мірі може дати відповідь на поставлені запитання. кристал сполука розчин напівпровідниковий
Таким чином, дослідження природи точкових дефектів та їх впливу на фізико-хімічні властивості напівпровідникових бінарних сполук та твердих розчинів на їх основі з метою керованого синтезу - важлива задача матеріалознавства сполук АІIВVІ.
Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Робота виконана в наукових лабораторіях кафедри фізики і хімії твердого тіла Інституту природничих наук та Фізико-хімічного інституту Прикарпатського національного університеті імені Василя Стефаника і пов'язана з науковою темою Міністерства освіти і науки України “Власні атомні дефекти у кристалах і тонких плівках сполук АІIВVІ та їх роль у формуванні матеріалів для приладів ІЧ-техніки” (реєстраційний номер № 0101V002448) і є складовою частиною комплексної міжгалузевої програми „Фундаментальні та прикладні дослідження, розробка та впровадження термоелектричних ресурсозберігаючих та відновлювальних джерел тепла та електричної енергії” (створена за дорученням Президента України №1-14/259). Робота координується науковою радою з проблем “Неорганічна хімія” НАН України. Дисертантом розроблені кристалоквазіхімічні моделі точкових дефектів у бінарних кристалах сполук АІIВVІ, а також запропоновані механізми утворення твердих розчинів на їх основі.
Мета і завдання дослідження. Мета роботи - на основі проведення комплексних теоретичних і експериментальних досліджень уточнити існуючі і розробити обґрунтуванні нові кристалохімічні моделі домінуючих точкових дефектів у кристалах бінарних сполук CdTe, HgTe та встановити механізми утворення твердих розчинів на їх основі CdTe-HgTe, CdTe-ZnTe(MnTe), що визначають прогнозовані фізико-хімічні властивості матеріалу, необхідні для створення ефективних пристроїв напівпровідникової техніки.
Для досягнення поставленої мети необхідно було вирішити наступні завдання:
- провести синтез кристалів: CdTe, HgTe, твердих розчинів систем CdTe-HgTe, CdTe-ZnTe(MnTe) і уточнити межі існування гомогенних фаз;
- експериментально дослідити залежність комплексу фізико-хімічних властивостей досліджуваних матеріалів від складу;
- встановити умови реалізації n-p-переходу, визначити залежність концентрації носіїв струму у кристалах від технологічних факторів;
- розробити кристалохімічні моделі домінуючих точкових дефектів у кристалах бінарних сполук і твердих розчинах на їх основі;
- запропонувати кристалоквазіхімічні рівняння утворення власних точкових дефектів у кадмій телуриді, меркурій телуриді та твердих розчинах на їх основі;
- дослідити та обгрунтувати вплив домішки кисню на дефектну підсистему твердого розчину Cd1-xZnxTe;
- на основі кристалоквазіхімічного підходу і одержаних експериментальних результатів дослідження дефектної підсистеми у твердих розчинах CdxHg1-xTe, Cd1-xZnxTe, Cd1-xMnxTe спрогнозувати їх фізико-хімічні властивості з метою ефективного використання у приладових структурах.
Об'єктом дослідження є процеси дефектоутворення і механізми утворення твердих розчинів на основі бінарних напівпровідникових сполук.
Предметом дослідження є кристали кадмій телуриду, меркурій телуриду та твердих розчинів систем CdTe-HgTe, CdTe-ZnTe(MnTe).
Методи дослідження. В дисертаційній роботі використовувався комплекс теоретичних і експериментальних методів досліджень: метод Бріджмена при вирощуванні кристалів, метод двотемпературного відпалу для контролю відхилення від стехіометрії, рентгенодифрактометричні методи для контролю фазового складу і структурної досконалості зразків, компенсаційний метод визначення електричних параметрів кристалів у постійних електричних і магнітних полях, методи фотолюмінісценції та електронно-парамагнітного резонансу для дослідження дефектного стану матеріалу, метод квазіхімічних реакцій та кристалоквазіхімічний метод дослідження дефектної підсистеми у кристалах, статистичні методи обробки результатів експерименту.
Наукова новизна отриманих результатів. На основі виконаних експериментальних та теоретичних досліджень отримано такі наукові результати:
1. Вперше запропоновано кристалоквазіхімічні рівняння дефектної підсистеми нестехіометричних CdTe, HgTe n- i p-типу провідності, на основі яких розраховано зміну концентрації точкових дефектів і носіїв струму у межах області гомогенності.
2. На основі закону діючих мас і квазіхімічних реакцій дефектоутворення одержано узагальнені рівняння для визначення залежності концентрації вільних носіїв заряду, домінуючих точкових дефектів і холлівської концентрації носіїв струму для кристалів HgTe<Hg> при двотемпературному відпалі у парі ртуті. Розраховано нові і уточнено відомі константи рівноваги та ентальпії утворення дефектів.
3. Методами кристалоквазіхімії вперше проаналізовано основні механізми утворення твердих розчинів CdTe-HgTe, n-CdTe-ZnTe та p-CdTe-MnTe.
4. Показано, що у твердих розчинах CdTe-HgTe домінуючим є вакансійний механізм дефектоутворення, пов'язаний із вакансіями меркурію.
5. Встановлено, що у твердих розчинах заміщення n-CdTe-ZnTe домінуючими є двократно іонізовані вакансії телуру .
6. Показано, що при утворенні твердих розчинів p-CdTe-MnTe переважають вакансії кадмію , концентрація яких зростає із збільшенням надстехіометричного телуру і зменшується із ростом у складі MnTe.
7. Вперше запропонована кристалоквазіхімічна модель взаємодії кисню при вирощуванні кристалів Cd1-xZnxTe методом Бріджмена, яка включає процеси утворення міжвузлового оксигену і заміщення ним вакансій телуру основної матриці.
Практичне значення отриманих результатів. Практичне значення дисертації полягає у використанні її результатів для керованого синтезу із наперед заданими характеристиками як досліджуваних кристалів, так і розробки прогнозованої технології для інших матеріалів:
1. Визначені умови синтезу кристалів CdTe, HgTe та твердих розчинів Cd0,22Hg0,78Te n- i-p-типів провідності які можна використати при формуванні p-n-переходів.
2. Розроблені механізми утворення твердих розчинів CdTe-HgTe, CdTe-ZnTe(MnTe) забезпечують вирощування матеріалу із наперед заданими концентрацією носіїв струму і типом провідності, що є важливим при створенні приладових напівпровідникових структур.
3. Запропоновані кристалоквазіхімічні моделі дефектної підсистеми твердих розчинів на основі сполук АІIВVІ визначають наукову основу прогнозованого синтезу кристалів інших сполук АІIІВV, АІVВVІ.
Практична цінність і новизна одержаних результатів підтверджені патентами України.
Особистий внесок здобувача. Аналіз літературних джерел, експериментальні дослідження фазового складу, електричних властивостей, автором проведено самостійно. Автором також розроблені моделі точкових дефектів, запропоновано квазіхімічні і кристалоквазіхімічні рівняння процесів відпалу кристалів HgTe, CdTe у парах металу та утворення твердих розчинів, що складають основу всіх опублікованих праць [1-21]. Формулювання загального напрямку досліджень та обговорення результатів проводились разом з науковим керівником проф. Фреїком Д.М. [1-21]. При обговоренні результатів експериментальних і теоретичних досліджень брали участь проф. Лісняк С.С. [1]; доценти Межиловська Л.Й [3-8,12,14,16,17,19-21], Прокопів В.В. [2,13], Лоп'янко М.А. [3]. У підготовці зразків до проведення досліджень та обчисленні результатів вимірювань приймали участь аспіранти Писклинець У.М., Ткачик О.В., Борик В.В., магістрант Бабущак Г.Я. [1,2,13,16-21]. Синтез і вирощування частини монокристалічних злитків, а також дослідження спектрів електронно-парамагнітного резонансу, фотолюмінісценції проведено у Республіці Польща (Люблінський технічний університет) разом із проф. Жуковські П.В. [4-6,9,12,14,16,19,20].
Апробація результатів дисертації. Основні результати дисертаційної роботи доповідалися та обговорювалися на: наукових семінарах з проблем фізичного матеріалознавства Фізико-хімічного інституту Прикарпатського національного університету імені Василя Стефаника (Івано-Франківськ, 2003-2005); IX і X Міжнародній конференції з фізики і технології тонких плівок (Івано-Франківськ, 2003, 2005); Всеукраїнській конференції студентів і молодих науковців з теоретичної та експериментальної фізики “Еврика-2003” (Львів, 2003); Всероссийской конференции физико-химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах „Фагран-2004” (Воронеж, Россия, 2004); XVI Українській конференції з неорганічної хімії (Ужгород, 2004); ІІ Українській конференції з фізики напівпровідників, (Чернівці, 2004); Відкритій науково-технічній конференції професорсько-викладацького складу Інституту телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки (Львів, 2005); ІІ Міжнародній науково-технічній конференції студентів, аспірантів та молодих вчених “Хімія і сучасні технології” (Дніпропетровськ, 2005); IV International Conference New electrical and electronic technologies and their industrial implementation “NEET'2005” (Zakopane, Poland, 2005); Міжнародній науково-практичній конференції “Дні науки '2005” (Дніпропетровськ, 2005); 2nd International conference on physics of electronic materials “PHYEM'05” (Kaluga, Russia, 2005).
Публікації. Основні матеріали дисертації опубліковано у 21 науковій роботі - 8 статей, 1 деклараційний патент України на винахід, 12 матеріалів наукових конференцій, назви основних з яких наведені у списку опублікованих праць.
Структура дисертації. Дисертаційна робота складається із вступу, п'яти розділів, загальних висновків, переліку літературних джерел (152 найменувань). Загальний обсяг складає 157 сторінок, включно з 48 рисунками, 9 таблицями і додатків на 10 стор.
ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ
У вступі обґрунтовано актуальність теми, поставлено мету дисертаційного дослідження, висвітлено наукову новизну і практичну цінність роботи, визначено особистий внесок автора, наведено відомості про апробацію наукових результатів, публікації та структуру дисертації.
У першому розділі “Фізико-хімічні властивості кадмій телуриду, меркурій телуриду та твердих розчинів CdTe-HgTe, CdTe-ZnTe(MnTe)” (літературний огляд) описано фазові діаграми рівноваги систем Сd-Te, Hg-Te, CdTe-HgTe, CdTe-ZnTe(MnTe), їх фізико-хімічні властивості, проведено критичний огляд основних теоретичних та експериментальних робіт, присвячених дослідженню їх дефектної підсистеми.
Кадмій телурид і меркурій телурид алмазоподібні напівпровідники із шириною забороненої зони 1,5 еВ (300 К) і 0,117 еВ (286 К) відповідно, кристалізуються в структурі цинкової обманки просторова група F3m - з близькими значеннями періодів гратки aCdTe = 0,6481 нм, aHgTe = 0,6461 нм. CdTe i HgTe належать до сполук з помітним відхиленням від стехіометрії двосторонніми областями гомогенності, що визначає тип провідності матеріалу. Оцінка області гомогенності в CdTe вказує, що максимальна розчинність кадмію при 1150 К складає 2 1020 см-3, а телуру при 1250 К 31020 см-3. Для HgTe розчинність меркурію при температурі 900 К рівна 81018 см-3, а телуру при 850 К - 31019 см-3 [6].
Показано, що до сьогоднішнього часу суперечливими є дані відносно областей гомогенності, відсутня однозначна інтерпретація залежностей фізико-хімічних властивостей твердих розчинів від складу, не вияснені механізми їх утворення та природа точкових дефектів.
Перший розділ завершується висновками з аналітичного огляду та завданнями дисертаційного дослідження.
Другий розділ дисертації “Синтез кристалів CdTe, HgTe, CdTe-HgTe, CdTe-ZnTe(MnTe) та методи дослідження властивостей” містить опис методик експериментальних досліджень. Як вихідні компоненти для синтезу твердих розчинів використовували елементарні кадмій, меркурій, цинк, манган, телур з високим ступенем чистоти 6N. Тверді розчини синтезували у запаяних кварцових ампулах під тиском інертного газу. Монокристали CdTe, HgTe і твердих розчинів CdHgTe, CdZnTe, CdMnTe вирощували вертикальним методом Бріджмена із розплаву. Контроль за відхиленням від стехіометричного складу здійснювали ізотермічним та двотемпературним відпалом. Хімічний і фазовий склад досліджуваних зразків здійснювали аналітичними методами та рентгенодифрактометрично на ДРОН-2 у мідному К-випромінюванні. Структурну довершеність кристалів контролювали рентгенотопографічно та методом металографії. Електричні вимірювання проводили компенсаційним методом Холла при постійних магнітних і електричних полях. Спектри фотолюмінісценції вимірювались на свіжих сколах зразка при збудженні He-Ne-лазером ( = 632,8 нм) потужністю 15 мВт при Т = 77 К. Дослідження спектрів електронно-парамагнітного резонансу проводились спектрометром Varian на мікрохвильовій частоті 9,3 ГГц з частотою модуляції магнітного поля 100 кГц.
Теоретичний розрахунок точкових дефектів здійснювали у рамках моделей антиструктури основної матриці і легуючих кластерів, а також ґрунтуючись на законі діючих мас і квазіхімічних реакцій дефектоутворення з використанням рівнянь повної електронейтральності. Обробку результатів експериментів проводили статистичними методами з використанням комп'ютерних технологій.
Третій розділ “Кристалохімія власних точкових дефектів у кристалах кадмій телуриді і меркурій телуриді” присвячений аналізу процесів дефектоутворення у несте-хіометричних CdTe i HgTe.
Реальна сфалеритна гратка HgTe показана на рис. 1 у вигляді гранецентрованих кубічних комірок, утворених із атомів А (Hg), В (Te), які зміщені одна відносно одної на ? тілесної діагоналі кубічної комірки. У такій гратці наявні тетраедричні (Т1, Т2) і октаедричні порожнини (О1, О2), які відрізняються типом оточуючих атомів. На одну комірку сфалериту припадає 8 тетраедричних порожнин (ТП) і 4 октаедричних порожнин (ОП), причому ТП заповнені наполовину, а ОП повністю не заповнені. На основі геометричних уявлень, враховуючи тип зв'язку (йонність), тобто ковалентні (rк) та йонні (ri) радіуси оточуючих атомів розраховано радіуси тетра- і октапорожнин для сфалеритних структур (табл.), необхідні для аналізу утворення можливих точкових дефектів. На рис. 1 показано також ймовірне розміщення точкових дефектів у кристалічній гратці сфалеритної структури HgTe.
Приділена увага висвітленню методу кристалоквазіхімії стосовно дослідження сполук, який дає можливість проаналізувати кристалохімічну сумісність чи несумісність утворення тих чи інших дефектів, а також розрахувати концентрації точкових дефектів і носіїв струму враховуючи відхилення від стехіометрії та частку йонності зв'язку атомів у кристалах.
В основу методу кристалоквазіхімії покладено суперпозицію кристалоквазіхімічної формули основної матриці (для меркурій телуриду ) із кристалоквазіхімічним складом (кластером). Кристалоквазіхімічний склад формується шляхом накладання антиструктури (), яку утворюють негативні та позитивні вакансії меркурію і телуру відповідно з кристалохімічним складом доданої речовини. При надлишку металу Hg за умови реалізації механізмів заміщення меркурію катіонних вакансій HgHg і його вкорінення Hgi та можливого диспропорціонування двократно заряджених вакансій меркурію: кристалоквазіхімічна формула p-HgTe буде мати вигляд:
(1)
При надлишку телуру відповідно:
(2)
Тут “”,“ / ”, “”,“о” - означає позитивний, негативний, нейтральний, нульовий заряди, кількість цих знаків відповідає кратності іонізації; і - відхилення від стехіометрії меркурію і телуру, які можна визначити із Т-х-діаграм рівноваги; a, b і c - коефіцієнти, що визначають частку відповідних точкових дефектів і залежать від термодинамічних умов отримання кристалів: температури і парціального тиску компонентів (рHg) у двотемпературному відпалі. При аналізі рівнянь (1), (2) видно, що електронний тип провідності меркурій телуриду пов'язаний із дефектами: і , які утворюються за рахунок надлишкового меркурію, а дірковий - із дефектами: , , при надлишку телуру.
Аналогічні міркування є характерними і для кадмій телуриду.
На основі закону діючих мас і квазіхімічних реакцій виконано розрахунок рівноважної концентрації вільних носіїв струму та власних точкових дефектів у HgTe при відпалі у парі ртуті у залежності від температури відпалу та парціального тиску пари ртуті і встановлено умови двотемпературного відпалу, при яких відбувається термодинамічний n-p-перехід.
Рівновагу дефектів кристалів HgTe при їх відпалі у парі ртуті можна описати наступними квазіхімічними реакціями:
I. ,
II. ,
III. ,
IV. ,
V. ,
VI. ,
VII.
та рівнянням електронейтральності
. (3)
На основі запрпонованої моделі (I-VII) знайдено вираз для концентрації вільних носіїв струму n через константи рівноваги квазіхімічних реакцій К та парціальний тиск пари ртуті pHg:
, (4)
Тут ,
,,.
Тиск пари ртуті , що відповідає термодинамічному р-n переходу визначається з умови рівності концентрації дірок і електронів (р = n) виразом:
(5)
Результати розрахунків наведені на рис. 2, 3. Видно, що модель складної дефектної підсистеми добре якісно, а в ряді випадків і кількісно, описує баричні залежності концентрації носіїв струму (рис. 2). Результати теоретичного аналізу вказують на те, що збільшення парціального тиску пари ртуті РHg (рис. 3, а), як і зниження температури відпалу Т (рис. 3, б), обумовлюють топологічно ідентичні зміни.
Враховуючи зарядовий стан власних точкових дефектів, можна стверджувати, що малі парціальні тиски ртуті чи високі температури відпалу сприяють утворенню переважаючих дефектів, пов'язаних із однократно зарядженими вакансіями меркурію і дірок h+. Це й зумовлює діркову провідність матеріалу (рис. 3). Значні парціальні тиски ртуті та низькі температури відпалу приводять до інтенсифікації процесів генерації двократно заряджених міжвузлових атомів меркурію і електронів е- .
Для оцінки домінуючих дефектів та їх самокомпенсації, запропоновано використовувати інтегральні та парціальні коефіцієнти компенсації. Показано, що відносна частка акцепторних дефектів із збільшенням тиску пари ртуті зменшується. При цьому підвищення температури відпалу Т обумовлює зміщення границі цього спадання на бік більш високих значень рHg. При температурі відпалу Т = 523 К, для низьких тисків пари ртуті РHg =102-102,5 Па, переважаючими дефеками є однократно іонізовані вакансії меркурію , а при РHg = 103,5-104 Па - домінуюча роль належить двократно іонізованим міжвузловим атомам меркурію .
Такі ж розрахунки проведені і для CdTe.
У четвертому розділі “Фізико-хімічні властивості і процеси дефектоутворення у твердих розчинах CdxHg1-xTe” показано, що при утворенні твердого розчину (0,1 х 0,3) із ростом х спостерігається незначне збільшення параметра гратки і зменшення пікнометричної густини (рис. 4). Вимірювання електричних характеристик кристалів n-CdxHg1-xTe (х 0,22) відпалених у парі ртуті при 573 К показали можливість n>p переходу за рахунок регулювання концентрації вакансій меркурію. При двотемпературному відпалі кристалів Cd0,15Hg0,85Te у парі ртуті при 673 К іверсія типу провідності p>n пов'язана із зміною концентрації домінуючих точкових дефектів вакансій меркурію і міжвузлового атома меркурію .
На основі кристалоквазіхімічної моделі розглянуто механізми утворення твердих розчинів CdxHg1-xTe. Зокрема, при заповнені вакансій меркурію атомами кадмію (механізм А) кристалоквазіхімічний кластер буде:
який при суперпозиції з основною матрицею n-HgTe (1) дає рівняння:
(6)
Для р-CdxHg1-xTe кристалоквазіхімічне рівняння буде:
(7)
Із рівнянь (6), (7) видно, що концентрація основних носіїв струму - електронів і дірок зменшується із ростом х - мольної частки кадмій телуриду у твердому розчині. При цьому концентрація вакансій телуру у матеріалі (6) і міжвузлових атомів меркурію, які відповідальні за n-тип провідності зменшуються, так як [()Te] > [()Te] і [()і] > [()і]. Можливість утворення міжвузлових атомів меркурію у CdHgTe підтверджується кристалохімічною відповідністю розміщення їх в октаедричних порожнинах оточення телуру кристалічної структури CdHgTe, так як йонний радіус меркурію (табл.) є співрозмірний із граничними значеннями октапорожнин утворених йонами телуру (табл.). При використанні р-HgTe, як вихідного матеріалу для утворення твердого розчину, згідно (6), (7) має місце диспропорціонування зарядженого дефекту: . Такий стан спричиняє збільшення концентрації нелокалізованих електронів, а отже і зменшення концентрації дірок. Також спостерігається зменшення концентрації дірок (2 > 2, х < 1), що пов'язано із перерозподілом вакансій між катіонною і аніонною підгратками. На основі запропонованих механізмів утворення твердих розчинів CdxHg1-xTe доведено, що основними точковими дефектами у них є електрично активні вакансії меркурію, з перевагою однократно заряджених вакансій меркурію, для матеріалу p-типу провідності і міжвузлові атоми меркурію та вакансії телуру для n-типу.
З метою підтвердження переважаючого типу дефектів у твердому розчині p-CdxHg1-xTe використали метод порівняння експериментальної (пікнометричної) і рентгенівської густини, на основі якого показано домінування вакансійного механізму (рис. 4). Квазіхімічні реакції утворення власних точкових дефектів вказують на можливе одночасне існування як заряджених (, ) так і нейтральних вакансій меркурію із домінуванням однократно заряджених вакансій .
У п'ятому розділі “ Кристалохімія точкових дефектів у твердих розчинах Cd1-xZnxTe, Cd1-xMnxTe ” запропоновані кристалоквазіхімічні моделі утворення точкових дефектів у твердих розчинах n-Cd1-xZn-xTe (0,0х0,2), р-Cd1-xMn-xTe (0,0х0,1), які пояснюють експериментально визначені властивості. Розглянуто механізми впливу фонової домішки кисню на дефектну підсистему твердих розчинів n-Cd1-xZn-xTe (х ? 0,2).
Вимірювання електричних параметрів показали, що у кристалах n-Cd1-xZnxTe має місце зменшення концентрації електронів у межах 1014 - 1016 см-3 із ростом вмісту ZnTe, а у кристалах р-Cd1-xMnxTe (0,0х0,1) із ростом вмісту МnTe - зменшується концентрація дірок в межах 1015-1016 см-3 (рис. 5).
Для уточнення механізму утворення твердих розчинів розглянуто їх кристалоквазіхімічні рівняння, результати розрахунку які порівняно з експериментальними даними „властивості-склад” (рис. 5).
Так, для твердих розчинів системи Cd1-xZn-xTe при механізмі заповнення атомами цинку вакансій кадмію будемо мати (механізм А):
(8)
а умови його вкорінення (механізм В):
(9)
Спостережуване на експерименті зменшення параметра гратки сфалеритної структури Cd1-xZnxTe із збільшенням вмісту ZnTe можна пояснити переважанням заміщення цинком вакансій кадмію у катіонній підгратці (механізм А). Це повністю можливо, так як йонний радіус Zn2+ складає rZn = 0,088 нм, що значно менше від йонного радіуса кадмію (табл.). Крім того зменшення параметра гратки спостерігатися і за критерієм співвідношення ковалентних радіусів кадмію і цинку (табл.). При цьому одержують матеріал Cd1-xZnxTe із електронною провідністю, що підтверджується результатами розрахунків як для n-Cd1-xZnxTe одержаного за механізмом А, так і для n-Cd1-xZnxTe - за механізмом В. Зміна концентрації носіїв струму і точкових дефектів в n-Cd1-xZnxTe від складу задовільно узгоджується з експериментальними результатами по вимірюванню ефекту Холла при надстехіометрії кадмію 5,2·10-5 ат.%.
Запропоновано кристалоквазіхімічні рівняння для n-Cd1-xZnxTe із участю кисню. Показано, що основною причиною зміни типу дефектного переходу Оі ОTe у кінці монокристалічного злитку є зменшення кількості центрів ZnCd, які спочатку утримували оксиген у міжвузлях, а також накопичення кадмію у розплаві. При цьому ріст монокристалів n-Cd1-xZnxTe із надлишком металу 6 · 1020 см-3 з високим питомим опором до ~ 1010 Ом·см пов'язаний із компенсацією власних донорів міжвузловим оксигеном з концентрацією [Oi] 1019 см-3. Розміщення йонів оксигену O2- (rі = 0,132 нм) найбільш ймовірно буде проходити в октаедричні порожнини оточення телуру. На провідність акцепторні центри оксигену впливати не будуть внаслідок їх компенсації із власними дефектами гратки Cd1-xZnxTe.
Загальною закономірністю при утворенні твердих розчинів p-Cd1-xMnxTe є зменшення абсолютної величини концентрації всіх дефектів Ni із збільшенням вмісту MnTe. Виявлене на експерименті зменшення параметра гратки із збільшенням вмісту MnTe означає, що домінуючими точковими дефектами є вакансії кадмію і основним механізмом утворення твердого розчину є механізм заміщення. Розраховані значення холлівської концентрації носіїв струму і точкових дефектів за кристалоквазіхімічним рівнянням мають добру узгодженість з експериментальними результатами (рис. 5).
ОСНОВНІ РЕЗУЛЬТАТИ І ВИСНОВКИ
Проведені у дисертаційній роботі комплексні теоретичні і експериментальні дослідження фізико-хімічних властивостей кадмій телуриду і меркурій телуриду, та твердих розчинів CdTe-HgTe, CdTe-ZnTe(MnTe), а також розроблені моделі точкових дефектів і механізмів їх утворення закладають наукову основу керованого синтезу матеріалу із наперед заданими параметрами. Серед найбільш суттєвих отриманих результатів та висновків слід відзначити такі:
1. Вперше запропоновано кристалоквазіхімічні формули для кристалів кадмій і меркурій телуридів n- i p-типу на основі яких розраховано концентрацію точкових дефектів і носіїв струму. Встановлено, що в межах області гомогенності, домінуючими у n-HgTe є вакансії і міжвузлові атоми меркурію - для матеріалу n-типу і вакансії меркурію , - для матеріалу р-типу. Показано, що надлишкові відносно стехіометричного складу атоми кадмію у n-CdTe призводять до збільшення концентрації вакансій телуру і міжвузлових атомів кадмію , які є відповідальними за електронну провідність. У p-СdTe переважають однократно заряджені вакансії кадмію .
2. На основі квазіхімічного моделювання рівноважного стану точкових дефектів у кристалах HgTe<Hg> при двотемпературному відпалі одержано рівняння для визначення залежностей концентрації вільних носіїв, переважаючих дефектів та холлівської концентрації носіїв струму від температури відпалу Т і парціального тиску пари ртуті pHg. Показано, що як збільшення парціального тиску пари ртуті pHg = (102-104) Па, так і зменшення температури відпалу Т = (700-450) К обумовлюють топологічно ідентичні зміни концентрації домінуючих дефектів: зростання і зменшення .
3. Розроблена квазіхімічна модель дефектної підсистеми яка описує інверсію типу провідності у кристалах HgTe<Hg> при відпалі у парах ртуті. Встановлено, що якщо при Т = 523 K і pHg = (102-103) Па кристали HgTe<Hg> мають р-тип провідності із перевагою однократно іонізованих вакансій меркурію , то вже при pHg = (103-104) Па домінують двократно іонізовані міжвузлові атоми меркурію . Одержано рівняння для визначення технологічних факторів рHg і Т, що забезпечують реалізацію термодинамічного p- n-переходу.
4. Вимірюванням пікнометричної та рентгенівської густин кристалів твердих розчинів системи CdхHg1-хTe від складу (0,1 < х < 0,3) і кристалоквазіхімічним моделюванням дефектної підсистеми встановлено домінування вакансійного механізму - переважно вакансій меркурію. При цьому у твердому розчині концентрація однозарядних і двозарядних вакансій зменшується із збільшенням вмісту CdTe. Неузгодженість розрахованої концентрації заряджених вакансій з експериментом пояснено імовірним існуванням нейтральних вакансій меркурію.
5. Методом моделювання квазіхімічними реакціями дефектоутворення у кристалах Cd0,15Hg0,85Te при відпалі у парах кадмію показано можливість інверсії типу провідності. Встановлено, що при низьких тисках рHg = (103,5105,1) Па кристали мають р-тип провідності за рахунок домінування однократно заряджених вакансій меркурію . При тиску рHg 105,1 Па кристали мають електронну провідність за рахунок збільшення концентрації міжвузлових атомів меркурію.
6. Вперше запропоновано кристалоквазіхімічні рівняння переважаючих механізмів утворення твердих розчинів на основі кадмій телуриду n-типу в системі СdTe-ZnTe та р-типу у системі СdTe-MnTe. Показано, що експериментальні результати добре пояснюються за умови заповнення цинком Zn2+ та манганом Mn2+ вакансій кадмію з утворенням твердих розчинів заміщення у структурі сфалериту.
7. На основі запропонованих кристалоквазіхімічних моделей утворення твердих розчинів n-Cd1-xZnxTe (0,0х0,2) встановлено, що домінуюча роль вакансій телуру , які є відповідальними за електрону провідність матеріалу, узгоджується із експериментальними результатами вимірювання концентрації електронів при надстехіометрії металу.
8. Встановлено, що у твердих розчинах p-Cd1-xMnxTe переважають однократно заряджені вакансії кадмію концентрація яких зростає із збільшенням надстехіометрії халькогену у вихідній матриці і зменшується із ростом вмісту MnTe. Розраховані значення холлівської концентрації носіїв струму і точкових дефектів при надстехіометрії телуру співпадають з експериментальними результатами.
9. Проаналізовано кристалохімічні моделі процесів дефектоутворення у злитках твердих розчинів n-Cd1-xZnxTe, вирощених методом Бріджмена, з участю кисню. Показано, що фонова домішка кисню знаходитися як у вигляді міжвузлового оксигену так і займає вакансії телуру Оі ОTe.
10. Оптимізовано технологічні фактори синтезу, вирощування і відпалу (температура Т, парціальні тиски pHg, pCd), кристалів CdTe, HgTe, а також склад твердих розчинів CdхHg1-хTe (0,1 < х < 0,3), Cd1-xZnxTe (0,0х0,2), Cd1-xMn-xTe (0,0х0,2), що забезпечують одержання матеріалу n- i p-типу із заданою концентрацією носіїв струму, необхідних для застосування у приладових структурах.
СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ
1. Медведев С.А. Физика и химия соединений А2В6: Пер. с анг. - М.: Наука, 1970. - 624 с.
2. Вавилов В.С. Особенности физики широкозонных полупроводников и их практических применений // Успехи физических наук РАН. - 1994. - Т. 164, № 3. - С. 287-295.
3. Крегер Ф. Химия несовершенных кристаллов. - М.: Мир, 1969. - 654 с.
4. Nobel D. Phase equilibria and conducting properties of cadmium telluride // Philips Res. Repts. - 1959. - V. 14, №3. - P. 361-399.
5. Panchuk O., Fochuk P., Feichuk P. Point defect in Te-rich CdTe // J. Cryst. Growth. - 1996. - V. 161.- P. 144-147.
6. Глазов В.М., Павлова Л.М. Границы насыщения твердых растворов компонентов в теллуриде ртути // Неорганические материалы. - 1994. - Т. 30, №5. - С. 635-638.
7. Лисняк С.С. Кристаллохимическая модель исследований в химии твердого тела // Неорганические материалы. - 1992. - Т. 29, №9. - С. 1913-1917.
СПИСОК ОПУБЛІКОВАНИХ ПРАЦЬ ЗА ТЕМОЮ ДИСЕРТАЦІЇ
1. Фреїк Д.М., Дмитрів А.М., Лісняк С.С., Писклинець У.М. Кристалоквазіхімія дефектів у телуриді кадмію кристалічної структури сфалериту і в'юрциту // Фізика і хімія твердого тіла. - 2003. - Т. 4, № 2.- С. 317-322.
Дисертант запропонувала кристалоквазіхімічні рівняння процесів легування, утворення твердих розчинів кадмій телуриду.
2. Фреїк Д.М., Прокопів В.В., Писклинець У.М., Дмитрів А.М. Подвійний термодинамічний n-p-перехід у кристалах телуриду кадмію, легованого хлором // Фізика і хімія твердого тіла. - 2002. - Т. 3, № 4.- С. 642-646.
Дисертантом проведено порівняльний аналіз дефектної підсистеми, брала участь в експериментальних дослідженнях.
3. Межиловська Л.Й., Дмитрів А.М., Лоп'янко М.А. Домішково-дефектна підсистема сфалеритної структури у легованих хлором кристалах телуриду кадмію // Фізика і хімія твердого тіла. - 2003. - Т. 4, № 3.- С. 512-520.
Дисертант брала участь у електричних вимірюваннях досліджуваного матеріалу, запропонувала кристалоквазіхімічні рівняння і зробила попередній аналіз отриманих результатів.
4. Фреїк Д.М., Дмитрів А.М., Жуковські П.В., Межиловська Л.Й. Атомні дефекти і фізико-хімічні властивості твердих розчинів Cd1-xMnxTe з участю кисню при відпалі // Фізика і хімія твердого тіла. - 2004. - Т. 5, № 1.- С. 147-152.
Дисертант кристалоквазіхімічним описом визначила можливі дефекти у твердих розчинах, зробила попередній аналіз одержаних результатів.
5. Межиловська Л.Й., Дмитрів А.М., Жуковські П.В. Кристалоквазіхімія атомних дефектів твердих розчинів Cd1-xZnxTe з участю кисню // Фізика і хімія твердого тіла. - 2004. - Т. 5, № 2.- С. 325-329.
Дисертантом пояснено процеси дефектоутворення за допомогою кристалоквазіхімічної моделі, спрогнозовано електричні властивості утворених розчинів.
6. Межиловська Л.Й., Дмитрів А.М., Фреїк Д.М., Жуковські П.В. Точкові дефекти твердого розчину CdxHg1-xTe // Фізика і хімія твердого тіла. - 2004. - Т. 5, № 4.- С. 792-798.
Дисертант виконала технологічну частину, кристалоквазіхімічним описом визначила можливі точові дефекти.
7. Дмитрів А.М. Точкові дефекти та їх компенсація у меркурій телуриді // Фізика і хімія твердого тіла. - 2005. - Т. 6, № 2.- С. 287-294.
8. Фреїк Д.М, Дмитрів А.М., Межиловська Л.Й., Жуковські П.В. Особливості дефектної підсистеми монокристалів Cd1-xZnxTe, Cd1-xMnxTe // Фізика і хімія твердого тіла. - 2005. - Т. 6, № 3.- С. 448-454.
Дисертантом проведено експериментальні вимірювання холлівських параметрів і рентгенофазного аналізу, запропоновано моделі дефектної підсистеми. Розроблено систему кристалоквазіхімічних рівнянь і на їх основі проведено розрахунок концентрації та природи точкових дефектів і носіїв струму.
9. Пат. № 65338А Україна, С 30В31/00, 33/00. Спосіб отримання легованих хлором монокристалів n-CdTe: Пат. № 65336А Україна, С 30В31/00, 33/00 / Фреїк Д.М., Дмитрів А.М. (Україна); Прикарпатський університет. - № 2003076604; Заявл. 15.07.03; Опубл. 15.03.04; Бюл. № 3. - 2 с.
Дисертант брала участь у проведені двотемпературного відпалу.
10. Дмитрів А.М. Власні атомні дефекти бінарних сполук із структурою сфалериту і в'юрциту // Всеукраїнська конференція студентів і молодих науковців з теоретичної та експериментальної фізики “Еврика-2003”. - Львів (Україна), 2003. - С. 124.
11. Дмитрів А.М. Кристалохімія атомних дефектів у халькогенідах кадмію і цинку // Матеріали IX Міжнародної конференції фізики і техніки тонких плівок. - Івано-Франківськ: Місто НВ, 2003. - Т. 1. - С. 198-199.
12. Фреїк Д.М., Жуковські П.В., Дмитрів А.М., Межиловська Л.Й. Кристалохімія атомних дефектів і фізико-хімічні властивості твердих розчинів Cd1-xMnxTe, Cd1-xZnxTe // XVI Українська конференція з неорганічної хімії за участю закордонних учених. - Ужгород (Україна), 2004. - С. 119-120. Дисертантом запропоновані механізми утворення твердих розчинів.
13. Прокопів В.В., Фочук П.М., Писклинець У.М., Дмитрів А.М. Процеси дефектоутворення у кристалах телуриду кадмію при гетеровалентному легуванні // ІІ Українська наукова конференція з фізики напівпровідників (за участю зарубіжних науковців) УНКФН-2. - Чернівці (Україна), 2004. - С. 328-329. Дисертант запропонувала кристалоказіхімічні рівняння утворення власних точкових дефектів.
14. Фреик Д.М., Жуковски П.В., Дмитрив А.М., Межиловськая Л.И. Дефектообразование и физико-химические свойства твердых растворов в системах Cd-Zn-Te, Cd-Mn-Te // ІІ Всероссийская конференция физико-химические процессы в конденсированном состояние и на межфазных границах “Фагран-2004”. - Воронеж (Россия), 2004. - С. 368-369. Дисертантом проведено рентгенофазний аналіз, запропоновані моделі точкових дефектів.
15. Дмитрів А.М. Фізико-хімічні властивості і електронно-дефектні процеси у твердих розчинах на основі телуридів металів ІІ підгрупи // Матеріали X Міжнародної конференції фізики і техніки тонких плівок. - Івано-Франківськ: Гостинець, 2005. - Т. 1. - С. 302.
16. Дмитрів А.М., Жуковські П., Бабущак Г.Я. Моделі точкових дефектів і механізми утворення твердих розчинів на основі телуридів кадмію і ртуті // Матеріали X Міжнародної конференції фізики і техніки тонких плівок. - Івано-Франківськ: Гостинець, 2005. - Т. 1. - С. 301-302. Дисертантом проведено аналіз дефектної підсистеми твердих розчинів.
17. Межиловська Л.Й., Дмитрів А.М., Бабущак Г.Я. Електричні властивості телуриду меркурію при їх відпалі у парах меркурію // Відкрита науково-технічна конференція професорсько-викладацького складу Інституту телекомунікацій, радіоелектроніки та електронної техніки (ІТРЕ). - Львів (Україна), 2005. - С. 29. Дисертант проводила електричні вимірювання і квазіхімічний розрахунок концентрації точкових дефектів і носіїв струму.
18. Дмитрів А.М., Ткачик О.В., Бабущак Г.Я. Механізми утворення і властивості твердих розчинів на основі телуридів металів II та IV груп // ІІ Міжнародна науково-технічна конференція студентів, аспірантів та молодих вчених “Хімія і сучасні технології”. - Дніпропетровськ (Україна), 2005. - С. 235. Дисертантом запропоновані моделі утворення точкових дефектів.
19. Межиловская Л., Жуковски П., Дмитрив А., Писклинец У., Борык В. Физико-химические свойства и модели атомных дефектов в легированых кристаллах теллуридов кадмия и ртути // IV International Conference New electrical and electronic technologies and their industrial implementation “NEET'2005”. - Zakopane (Poland), 2005. - P. 55-58. Дисертантом проведені експериментальні дослідження по вимірюванню ефекту Холла, запропоновані кристалохімічні моделі дефектної підсистеми.
20. Mezhylovska L.Y., Dmytriv А.M., Tkachyk О.V., Babushchak H.Y. Point defects and physic-chemical possessions of hard solutions on the basis of the АІIВVI and АІVВVI combinations // 2nd International conference on physics of electronic materials PHYEM'05. - Kaluga (Russia), 2005. - P. 113-116. Дисертантом проведено аналіз дефектної підсистеми, запроновані домінуючі механізми утворення точкових дефектів.
21. Межиловська Л.Й., Дмитрів А.М., Бабущак Г.Я. Точкові дефекти і фізико-хімічні властивості твердих розчинів на основі телуридів кадмію і цинку // Міжнародна науково-практична конференція “Дні науки '2005”. - Дніпропетровськ (Україна), 2005. - С. 32-33. Дисертантом проведено аналіз дефектної підсистеми з використанням експериментальних і теоретичних моделей.
АНОТАЦІЇ
Дмитрів А.М. Точкові дефекти і фізико-хімічні властивості CdTe, HgTe та твердих розчинів на їх основі. - Рукопис.
Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.21 - хімія твердого тіла. - Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника, Івано-Франківськ, 2006.
Робота присвячена дослідженню природи точкових дефектів і механізмів їх утворення у кристалах CdTe, HgTe та твердих розчинах CdxHg1-xTe, Cd1-xZnxTe, Cd1-xMnxTe.
Вперше запропоновано кристалоквазіхімічні рівняння дефектної підсистеми нестехіометричних CdTe, HgTe n- i p- типу провідності, на основі яких розраховано зміну концентрації точкових дефектів і носіїв струму у межах області гомогенності.
На основі закону діючих мас і квазіхімічних реакцій дефектоутворення одержано узагальнені рівняння для визначення залежності концентрації вільних носіїв заряду, домінуючих точкових дефектів і холлівської концентрації носіїв струму для кристалів HgTe<Hg> при двотемпературному відпалі у парі ртуті. Розраховано нові і уточнено відомі константи рівноваги та ентальпії утворення дефектів.
Встановлено, що у твердих розчинах CdxHg1-xTe (0,1 < х < 0,3) переважають вакансії меркурію: , , , концентрацію яких у матеріалі можна регулювати відпалом у парі ртуті з можливою інверсією типу провідності.
Вперше запропоновано кристалоквазіхімічні рівняння переважаючих механізмів утворення твердих розчинів на основі кадмій телуриду n-типу в системі СdTe-ZnTe та р-типу у системі СdTe-MnTe. Показано, що концентрація електронів у твердих розчинах n-Cd1-xZnxTe (0,0х0,2) великою мірою визначається вакансіями телуру , водночас вагомий вплив на дефектну підсистему має фонова домішка оксигену. Домінуючими акцепторами у p-Cd1-xMnxTe є однократно заряджені вакансії кадмію , ефективність яких зростає із збільшенням надстехіометрії телуру у вихідній матриці і зменшується із ростом вмісту MnTe.
Ключові слова: точкові дефекти, кадмій телурид, меркурій телурид, тверді розчини, кристалоквазіхімічні рівняння, антиструктура.
Дмитрив А.М. Точечные дефекты и физико-химические свойства CdTe, HgTe и твердых растворов на их основе. - Рукопись.
Диссертация на соискание научной степени кандидата химических наук по специальности 02.00.21. - химия твердого тела. - Прикарпатский национальный университет имени Василия Стефаника, Ивано-Франковск, 2006.
Проведены комплексные экспериментальные исследования физико-химических свойств, а также разработаны модели дефектной подсистемы кристаллов CdTe, HgTe и твердых растворов в системах Hg-Cd-Te, Cd-Zn-Te, Cd-Mn-Te.
Методом моделирования квазихимическими реакциями дефектооброзования при двухтемпературном отжиге в парах ртути кристаллов меркурия теллурида получено уравнение для определения зависимостей концентрации свободных носителей заряда и преобладающих точечных дефектов от технологических условий отжига (температура отжига Т, парциальное давление паров ртути рHg). Рассчитаны барическая и температурная зависимости концентраций свободных носителей заряда, преобладающих собственных точечных дефектов. Для определения доминирующих дефектов, при реализации их значительного спектра, предложено использовать интегральные и парциальные коэффициенты компенсации. Изменение холловской концентрации носителей тока объяснено зависимостями концентрации дефектов от технологических факторов. Найдено значение парциального давления паров ртути, которое отвечает конверсии типа проводимости.
Описано изменение типа проводимости в кристаллах кадмий теллурида под воздействием технологических факторов отжига в парах кадмия. Предложены кристалоквазихимические модели преобладающих точечных дефектов в n- и p-CdTe (HgTe), на основании которых рассчитано концентрацию дефектов и носителей заряда.
Подобные документы
Методика розробки методів синтезу високотемпературних надпровідників. Сутність хімічного модифікування і створення ефективних центрів спінінга. Синтез, структурно-графічні властивості та рентгенографічний аналіз твердих розчинів LaBa2Cu3O7 та SmBa2Cu3O7.
дипломная работа [309,3 K], добавлен 27.02.2010Методика синтезу полікристалічних високотемпературних надпровідників. Основні відомості з фізики рентгенівських променів та способи їх реєстрації. Синтез твердих розчинів LnBa2Cu3O7, їх структурно-графічні властивості і вміст рідкісноземельних елементів.
дипломная работа [654,6 K], добавлен 27.02.2010Характерні властивості розчинів високополімерів, висока в'язкість як їх головна особливість, визначення її розмірності, залежності від концентрації. Внутрішнє тертя в текучій рідині. Схема утворення гелів і студнів, зменшення в'язкості високополімерів.
контрольная работа [288,3 K], добавлен 14.09.2010Дисперсна фаза - частина дисперсної системи, яка рівномірно розподілена в об’ємі іншої, ступінь диспергованості розчину. Теорії розчинів. Поняття розчинності та її вимірювання для газів, рідин, твердих речовин. Осмотичний тиск. Електролітична дисоціація.
лекция [295,3 K], добавлен 12.12.2011Методи роботи в лабораторії. Функції і призначення хімічного посуду. Визначення концентрації розчинів різними способами. Приготування титрованих розчинів. Ваги у хімічній лабораторії. Виконання модельних експериментів. Основні прийоми роботи в Mathcad.
отчет по практике [109,4 K], добавлен 06.12.2010Хімічні дефекти кристалічної решітки-це відхилення від правильної форми кристала, пов'язані із впливом домішок. Типи хімічних дефектів: змішані кристали; центри фарбування в йонних кристалах; електронна провідність у напівпровідникових з'єднаннях.
практическая работа [672,0 K], добавлен 17.10.2008Кількісна характеристика процесу дисоціації. Дослідження речовин на електропровідність. Закон розбавлення Оствальду. Дисоціація сполук з ковалентним полярним зв’язком. Хімічні властивості розчинів електролітів. Причини дисоціації речовин у воді.
презентация [44,5 M], добавлен 07.11.2013Класифікація металів, особливості їх будови. Поширення у природі лужних металів, їх фізичні та хімічні властивості. Застосування сполук лужних металів. Сполуки s-металів ІІА-підгрупи та їх властивості. Види жорсткості, її вимірювання та усунення.
курсовая работа [425,9 K], добавлен 09.11.2009Фізичні та хімічні властивості боранів. Різноманітність бінарних сполук бору з гідрогеном, можливість їх використання у різноманітних процесах синтезу та як реактивне паливо. Використання бору та його сполук як гідриручих агентів для вулканізації каучука.
реферат [42,4 K], добавлен 26.08.2014Основні принципи дизайну координаційних полімерів. Електронна будова та фізико-хімічні властивості піразолу та тріазолу. Координаційні сполуки на основі похідних 4-заміщених 1,2,4-тріазолів. Одержання 4-(3,5-диметил-1Н-піразол-4-іл)-4Н-1,2,4-тріазолу.
курсовая работа [1,5 M], добавлен 29.12.2011
