Вплив домішок перехідних металів на механізми переносу заряду в іонно-електронних розплавах

Результати досліджень електропровідності сплавів на основі алюмінію представлено на рис. 16, 17.

Рис. 16. Температурна залежність у розплавів системи Al_Cu і AlCuTiMg

Рис. 17. Температурна залежність у рідких Al, AlSi з домішками Mg і Cu

Виявлено, що Cu в сплаві Al_0.96Cu_0.04 підвищує абсолютну величину у в порівнянні з Al. У той же час, навіть невелике додавання Ti і Mg в AlCu4TiMg значно зменшує у. Збільшення вмісту Cu (20 і 30 мас.%) знижує абсолютні значення у і температурні коефіцієнти у у порівнянні з Аl. В'язкість алюмінієвих сплавів зростає зі збільшенням вмісту міді. З проведених досліджень випливає, що в'язкість та енергії активації в'язкої течії рідкого алюмінію зменшується за зростання вмісту Si.

Структурні дослідження показали домінування кластерів, які складаються в основному з атомів різних типів. Ці групи, час життя яких переважає час життя кластерів, які містять лише один тип атомів, можна розглядати як самостійні одиниці в'язкої течії. Валентні електрони беруть участь у формуванні внутрішнього зв'язку. Внаслідок цього взаємодія між Al-Si кластерами та оточуючими атомами стає слабкішою.

В результаті взаємне переміщення частинок, що відображає слабкість зв'язків “кластер-атом”, показує зменшення в'язкості і зниження енергії активації.

Виявлено, що додавання малої кількості Si, Cu і Mg приводять до зменшення абсолютного значення у в порівнянні з Al. Абсолютні значення для сплаву AlSi7Mg виявляються меншими, ніж для Al7Si. У цьому разі найменші значення були отримані для сплаву AlSi8Cu3.

Отже, як показує експеримент, домішки в металах можуть приводити як до зростання у, так і до її зменшення. Тоді для у таких сплавів у наближенні вільних електронів, з урахуванням резонансного s-d розсіювання запишемо:

,	(18)

де L₀ - довжина вільного пробігу в металі, - швидкість Фермі-електронів провідності, - час релаксації s-d резонансного розсіювання, - концентрація домішки, n_e⁰- концентрація вільних носіїв заряду; Дn_e-зміна концентрації вільних носіїв заряду.У формулі (18) електронна густина може змінюватись як внаслідок збільшення концентрації носіїв, так і зменшуватися внаслідок ефекту екранування вільними носіями домішкових центрів. Аналіз формули (18) показує, що довжина вільного пробігу електронів може тільки зменшуватися. Тому збільшення у у разі легування можна пояснити тільки як наслідок збільшення електронної густини. Причому швидкість збільшення електронної густини повинна перевищувати швидкість зменшення довжини вільного пробігу електронів. За зменшення у домінуючим фактором буде зміна довжини вільного пробігу.

У шостому розділі подано результати експериментальних досліджень з, у і S розплавів Te i In₂Te₃ з домішками 3d перехідних металів (Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co, Ni, Cu). Цим сплавам притаманні як дифузійний (Те), так і дифузійний і активаційний (In₂Te₃) механізми перенесення заряду.

В'язкість Те з домішками 3d перехідних металів представлена на рис. 18-19. Встановлено, що домішки 3d перехідних металів по-різному підвищують в'язкість рідкого телуру.

Рис. 18 В'язкість Те і Te з домішками V, Ti

Так домішки Cu і Co збільшують в'язкість лише на (7-10) %, в той час, як домішки V і Ti підвищують в'язкість майже на 50 %. За охолодження в'язкість вказаних розплавів експоненціально зростає.

Значення енергії активації в'язкої течії, визначене з лінійної частини залежності lnh=f(1000/T), вказує на зростання енергії активації в'язкої течії у разі додаванні 3d перехідних металів до рідкого телуру.

Рис. 19 В'язкість Те і Te з домішками Cr, Mn

Відомо, що в'язкість суспензії з нерозчинними циліндричними домішками можна описати так:

h = h0 (1+j--l / d),	(19)

де h - експериментальне значення в'язкості, h₀ - “ідеальна” в'язкість рідини (моноатомний Te ), l - середня довжина ланцюжка, d - діаметр ланцюжка, j - об'ємна фракція ланцюжків у розплаві. Рівняння (19) було застосоване для розрахунку об'ємної фракції областей з ланцюговою структурою (рис. 20).

Збільшення з і енергії активації в'язкої течії в рідкому Те з домішками 3d металів пов'язане з тим, що у разі попадання інших атомів у розплав телуру відбувається зсув рівноваги в бік конфігурацій атомів телуру з двома зв'язками.

Підтвердженням цього є зміщення температури, за якої починається лінійна залежність lnh--= f(1000/T) у високотемпературну область. Модель незалежних зв'язків у рідкому телурі вказує на існування ланцюжків різної довжини з двома розірваними направленими зв'язками на краях.

Рис. 20. Температурна залежність об'ємної фракції ланцюжків Te в розплаві

Однак структурні дослідження вказують на наявність конфігурацій з трьома направленими зв'язками. Тому ймовірно, що додавання 3d металу зі складною зовнішньою електронною конфігурацією приводить до деякого відновлення зруйнованих зв'язків і зумовлює утворення комплексів, наявність яких, своєю чергою приводить до зростання в'язкості.

Результати експериментальних досліджень у і S телуру (для прикладу, тільки з домішками Ti i Fe) подані на рис. 21.

Для наочності вони приведені в порівнянні з результатами, що отримані раніше для Те. Привертає увагу той факт, що характер поведінки у для всіх досліджених розплавів відображає поведінку у телуру. Введення домішки Ti, V, Cr, Mn зменшує у, причому більша концентрація домішки приводить до більшого зменшення у. S є на рівні (14-16) мкВ/K в усьому температурному інтервалі досліджень, проявляючи незначну тенденцію до зростання за високих температур.



Рис. 21. Електропровідність і термо-е.р.с. телуру з домішками 2 і 4 ат.% Fe і Ti у: ?(Te), ¦(Te+2 ат.% Fe), ^(Te+4 ат.% Fe), Ў(Te+2 ат.% Ti), ¦(Te+4 ат.% Ti); S: _ (Te), ?(Te+2 ат.% Fe), ?(Te+4 ат.% Fe), (Te+2 ат.% Ti), ?(Te+4 ат.% Ti)

У разі введення домішок Fe, Co, Ni, Cu у зростає, а S зменшується. Ефект впливу домішок на у показаний на рис. 22.

Рис. 22. Вплив домішок 3d елементів на електропровідність телуру

Як уже зазначено вище, введення домішки перехідних металів до розплавів повинно приводити до зменшення у і, відповідно, до зростання S. Як видно з отриманих експериментальних результатів, це не зовсім так. Щоб це пояснити, припустимо, що 3d домішки в розплаві мають магнітний момент. Тоді електрони з різними напрямами спінів, що знаходяться на рівні Фермі, будуть розсіюватися на таких домішкових центрах по-різному. Враховуючи правило сум Фріделя, для електропровідності можна отримати вираз:

,	(20)

де з - фазовий зсув, - спіновий індекс, що набуває двох значень.

Отримана залежність має вигляд кривої з двома максимумами, яку ми і спостерігаємо в експерименті (рис. 22). На жаль, така залежність не пояснює відхилень, коли у₀ /у>1 і у₀ /у<1. Необхідно отримати залежність віртуальних параметрів взаємодії від квантових чисел. Величина інтегралу обмінної взаємодії I може приймати в таких системах як додатні, так і від'ємні значення. У таких системах з домішками провідність записуємо як:

,	(21)

де N(E_f) - густина станів у зоні провідності на рівні Фермі; N - число атомів в одиниці об'єму; D - деяке характеристичне значення енергії. Звідси стає зрозумілим, що зміна провідності Ду = у - у₀ може бути як додатною, так і від'ємною. Зауважимо, що поведінка S повністю корелює з провідністю.

Залишається невиясненим питання, чому вище 1200 К за зменшення у S залишається практично постійною. У формулі (1) змінними є лише довжина вільного пробігу L і густина станів N(E). Виходячи з результатів структурних досліджень, величина L дуже повільно зростає за зростання температури. Густина станів за температур більше 1200 К зменшується суттєво. Тому добуток L(N(E))², а, відповідно, і електропровідність будуть зменшуватися. Формулу (2) перепишемо у вигляді:

.	(22)

Перший доданок в дужках рівняння (22) завжди додатний, а другий доданок від'ємний. Оскільки в області псевдощілини густина станів залежить від енергії за законом, що близький до Е², а L - за слабкішою залежністю, то і загальний знак S буде додатним, що ми і спостерігаємо експериментально. Оскільки рівень Фермі зміщений у бік валентної зони, то вираз у дужках рівняння (22) мало змінюється зі зміною температури, тому ми отримуємо практично незалежні від температури значення S.

Температурні залежності у, S і з рідкого In₂Te₃ з домішками Ti, V, Fe, Ni, Cu, Co наведено на рис. 23-25. Лінійну залежність log = f(1000/T) спостерігаємо для In₂Te₃ у разі нагрівання від температури плавлення і до приблизно 1075К.

Рис. 23. Електропровідність розплаву In₂Te₃ з домішками перехідних металів



Рис. 24. Термо-е.р.с. розплаву In₂Te₃ з домішками перехідних металів

Рис. 25. В'язкість розплаву In₂Te₃ з домішками перехідних металів

Подальше поступове відхилення від вказаної лінійної залежності свідчить про початок переходу напівпровідник-метал.

Додавання титану, ванадію і заліза до In₂Te₃ підвищує електропровідність. Як видно з рис. 24, додавання 3d перехідних металів може привести як до збільшення, так і до зменшення значень S за сталої температури.

В'язкість In₂Te₃ збільшується за експоненціальним законом за охолодження і досягає максимуму за температури 950К з подальшим різким зменшенням перед кристалізацією. Додавання 3d металів зменшує з.

Ґрунтуючись на результатах структурних досліджень, а також даних про в'язкість, розплав In₂Te₃ можна вважати сумішшю двох структур: одну з металічною щільною упаковкою й іншу, яка складається з кристалічних In₂Te₃ кластерів. Атоми перехідних металів, на нашу думку, руйнують ланцюгову структуру In₂Te₃ і стимулюють розпад кластерів, що приводить, своєю чергою, до зменшення з. Атоми перехідних металів локалізовані в кінцях ланцюгів.

У перехідній області превалює дифузійний механізм перенесення заряду і для опису і S використано рівняння Мотта (1), (2). Зростання у, яке отримано додаванням домішок Ti, V, Fe, Ni, Cu, Co до рідкого In₂Te₃, пояснено тим, що d стани цих елементів знаходяться близько рівня Фермі E_F. Густина d-станів є великою, тому виникає можливість їх гібридизації з електронами провідності. Густина станів на рівні Фермі дорівнює

,	(23)

де і густини d- і sp-станів, відповідно, С - концентрація розчиненого компоненту.

Підстановка (23) в (1) дає

.	(24)

За С>0, рівняння (24) має вигляд

,	(25)

де перший і другий доданок відповідають збільшенню і зменшенню додаткової складової провідності. Встановлено, що зростання коефіцієнта с_d(E_F)/N₀(E_F) є більшим, ніж зменшення коефіцієнта с_sp(E_F)/N₀(E_F). Отже, показана основна причина збільшення . Аналогічно можна пояснити поведінку термо-е.р.с.

У сьомому розділі представлені результати дослідження впливу домішок 3d перехідних металів (Ti, V, Co, Fe), 4f (Sm) на перехід метал-неметал в системах з сильним механізмом розсіювання електронів. Для дослідження були вибрані сплави, в яких взаємодія посилюється в ряду Se_0.3Te_0.7, Se_0.5Te_0.5, S_0.35Te_0.65. Рідкі халькогенідні елементи та їхні сплави поводяться як напівпровідники, що пов'язане з існуванням ковалентних зв'язків. Змінюючи концентрацію сплаву, можна прослідкувати, як змінюється їхня структура і фізичні властивості.

Було досліджено вплив домішок Ti і V на структуру Se_0.5Te_0.5 і Se_0.3Te_0.7. Розплави мають невпорядкований атомний розподіл із топологією подібною, до топології рідкого телуру. Показано, що додавання домішки Ti стимулює зміни в атомному розподілі Se-Te і трансформує ковалентні зв'язки в металеві, а також збільшує розміри структурних одиниць. Більш суттєві структурні зміни відбуваються у разі додавання атомів V. Зменшується висота пре-піку структурного фактору і він стає симетричнішим. Водночас положення та висота основного максимуму не змінюється, що вказує на незмінність середніх міжатомних відстаней. Зауважимо, що в результаті додавання атомів V до розплаву Se_0.5Te_0.5 зменшується півширина основного максимуму, що свідчить про збільшення кореляційного радіуса.

Температурні залежності у і S розплавів Se-Te з домішками кобальту представлені на рис. 26, 27(як найбільш показового).



Рис. 27. Tермо-е.р.с. розплаву Se_0.5Te_0.5 і Se_0.5Te_0.5 +2 ат.% Co

Рис. 26. Електропровідність розплаву Se_0.5Te_0.5 і Se_0.5Te_0.5 +2 ат.% Co

Експоненційна температурна залежність у є типовою для власної провідності напівпровідників. За нагрівання виявлено насичення кривої у. Домішки перехідних металів збільшують абсолютні значення провідності, але не змінюють хід кривої. Вигин кривої log=f(1000/T) відображає збільшення енергії активації від Е(0)₁ до Е(0)₂ , що відбувається за сталої Е^S(0).

Таблиця 3. Густина станів на рівні Фермі, температури переходу напівпровідник-метал визначені з даних у і S , абсолютні і відносні прирости у визначені за температури 1060 К.

Сплав	N (EF), 10-28 еВ-1м-3	, K	, K	, Ом-1 см-1
Se0.5Te0.5	0.64	1037	893
Se0.5Te0.5+Ti	0.7	952	873	114	0.2
Se0.5Te0.5+V	0.65	961	887	40	0.07
Se0.5Te0.5+Co	0.98	1020	892	850	1.5
Se0.5Te0.5+Sm	0.79	1000	890	293	0.5

Термо-е.р.с. усіх досліджених розплавів зменшується за нагрівання по лінійному закону з подальшим насиченням на рівні меншому за 86 мкВ/К.

Таблиця 4. Енергія активації у і S та їх температурні коефіцієнти

	ДES, еВ	гS, 10-3 еВ К-1	ДEу`, еВ	ДEу``, еВ	гу`, 10-3 еВ К-1	гу``, 10-3 еВ К-1
Se0.5Te0.5	0.7	0.78	0.87	1.43	1.12	1.38
Se0.5Te0.5+Ti	0.78	0.89	1.03	1.75	1.26	1.84
Se0.5Te0.5+Co	1.0	1.2	0.86	1.9	1.10	1.87

На рис. 28,29 представлені результати експериментальних досліджень у і S розплаву S_0,35Te_0,65 з домішкою Fe (як найбільш показового).

Для всіх досліджених сплавів у зростає за експоненціальним законом, а за високих температур у відхиляється від зазначеного закону і знаходиться в області дифузійного режиму провідності. Як бачимо, на залежності logу=f(1000/T) чітко прослідковуються дві області з різною енергією активації, Е^у(0)₁=0,91 еВ і Е^у(0)₂=2,46 еВ.

Термо-е.р.с. має додатні значення і лінійно спадає як 1000/Т з подальшим насиченням. Для деяких концентрацій спостерігаються дві області з різною енергією активації S, Е^s(0)₁=0,27 еВ і Е^s(0)₂=1,04 еВ.



Рис. 29. Tермо-е.р.с. розплаву S_0,35Te_0,65 і S_0,35Te_0,65 +2 ат.% Fe

Рис. 28. Електропровідність розплаву S_0,35Te_0,65 і S_0,35Te_0,65 +2 ат.% Fe

Введення домішок перехідних металів підвищує абсолютні значення електропровідності (див. табл.5), водночас суттєво розширюється область існування металевого стану.

Уведення домішок приводить до зменшення S і змінює її енергію активації. Для S_0,35Te_0,65 виявлений зворотний перехід метал-напівпровідник. Загалом закономірності як прямого переходу напівпровідник-метал, так і переходу метал-напівпровідник добре збігаються з описаними вище закономірностями, підтверджуючи, що механізми переходу подібні (див. розд. 3).

Таблиця 5. Густина станів на рівні Фермі, температури переходу напівпровідник-метал визначені з даних у і S, абсолютні і відносні прирости у знайдені за температури 900 К.

Сплав	N (EF), 10-28 еВ-1м-3	, K	, K	, Ом-1 см-1
S0.35Te0.65	0.51	885	850
S0.35Te0.65+Ti	0.61	850	830	149	0.4
S0.35Te0.65+V	0.54	870	800	42	0.12
S0.35Te0.65+Fe	0.69	855	810	292	0.8
S0.35Te0.65+Co	0.74	850	820	399	1.1

Водночас, з огляду на складну молекулярну будову сірки, у дослідженій системі S_0,35Te_0,65 є особливості. Модель електронних зв'язків для Se-Te сплавів грунтується на структурному переході від двох до трьохмірної конфігурації. Молекулярна структура сірки подібна до молекулярної структури селену за температур вище 400 ⁰С. Поведінка у і S S-Te подібна до Se-Te. Логічно припустити, що зразу після плавлення суміш S-Te складається з ланцюгів S та Te. Зі зростанням температури зв'язки між атомами розриваються, що приводить до утворення неспарених електронів. У цій області температури енергія активації пов'язана з формуванням рухливих зв'язків. Інший механізм провідності з вищою енергією активації стає домінуючим за вищих температур. Відповідно, коли число незв'язаних зв'язків стає достатньо великим, з'являється кореляція між незв'язаним станом та одиничними парами в суміжних ланцюгах, що створює делокалізовану ділянку. Швидке зростання електропровідності спричинює делокалізація електронних станів. Як бачимо з рис. 28 введення домішок підвищує рівень насичення провідності.

Попередні дослідження рідкого Те вказують, що густина станів має псевдощілину на рівні Фермі. Той факт, що провідність зменшується з додаванням селену до рідкого телуру означає, що псевдощілина стає глибшою. З подальшим зростанням вмісту селену електрони провідності локалізуються і тоді суміш Se-Te переходить у напівпровідниковий стан.

Розрахунки показують значне зростання енергії активації провідності: від 0,87 до 1,43 еВ для Se_0.5Te_0.5, від 1,03 до 1,75 еВ для Se_0.5Te_0.5 + Ti, від 0,86 до 1,9 еВ для Se_0.5Te_0.5 + Со і від 0,8 до 1,28 еВ для Se_0.3Te_0.7. Енергії активації, які визначені з даних S(Т), є сталими і їхні значення для вказаних зразків є 0,7 еВ, 0.78 еВ, 1 еВ і 0,9 еВ, відповідно. Додавання домішок приводить до збільшення як енергії активації у, так і енергії активації S.

Базуючись на теорії Мотта, згідно з якою псевдощілина лінійно зменшується з температурою за рівнянням Е(Т)=Е(0)-Т, можна визначити температурний коефіцієнт розмиття псевдощілини . Зростання таке: від 1.12•10^-3 до 1.38•10^-3 еВ/К для Se_0.5Te_0.5, від 1.26•10^-3 до 1.84•10^-3 еВ/К для Se_0.5Te_0.5 + Ti, і від 1.10•10^-3 до 1.87•10^-3 еВ/К для Se_0.5Te_0.5 + Со. Температурний коефіцієнт розмиття псевдощілини, який визначено з даних S, є меншим і дорівнює 0.78•10^-3, 0.89•10^-3 і 1.12•10^-3 еВ/К, відповідно. Отже, процес переходу напівпровідник-метал в основному відповідає концепції, яка грунтується на багатоелектронному механізмі делокалізації електронних станів. Легування 3d металами приводить до збільшення густини станів на рівні Фермі і до прискорення процесу делокалізації, що зміщує температуру переходу напівпровідник-метал.

На нашу думку, зростання у внаслідок додавання домішок може бути зумовлене ефектом гібридизації. Ми використаємо модель Андерсона для аналізу ефекту sp-d гібридизації. Враховуючи, що d стан є виродженим, для немагнітного випадку густина станів має вигляд:

,	(26)

де Д - параметр віртуальних зв'язаних станів:

.	(27)

Кількість локалізованих електронів на рівні Фермі дорівнює:

.	(28)

Значення Д та E_d-E_f визначаємо з магнітної сприйнятливості і дорівнюють вони 1,15 еВ і 0,91 еВ для розчину ванадію та 0,64 еВ і -0,8еВ для розчину кобальту. Схематично d-стани показані на рис. 30. Параметр віртуально зв'язаного стану Д для розчину ванадію в Se-Te є значно більшим, ніж для розчину кобальту. Це означає, що зростання загальної густини станів на рівні Фермі для розчину ванадію є меншим, ніж для розчину кобальту в Se-Te.

Зростання температури приводить до зменшення впливу домішок Cr, Mn, Fe на у. Аналіз експериментальних даних показує, що d-стани Cr, Mn, Fe іонів у розплавах Se-Te є магнітними. Ефективний магнетон Бора Р може бути визначений з правила Кюрі-Вейса. Значення Р для Cr, Mn, Fe в розплаві Se-Te дорівнює 3.5, 5.2 і 3.8, відповідно. Наприклад, величина N_d^{^} і N_d^v для розчину марганцю є 4.6 і 0.4 за N_d =5. d-стан марганцю розщеплюється на два віртуально зв'язані стани зі спіном вверх нижче E_f, і зі спіном вниз вище від рівня E_f. Енергія розщеплення є більшою за ширину віртуально зв'язаного рівня. Так як густина віртуально зв'язаних рівнів для розчину Mn у розплавах Se-Te біля рівня Фермі є малою, то і густина станів змінюється незначно (рис. 30).



Рис. 30. Густини станів у розплавах Se-Te за додавання домішок V, Mn,Co

Як видно з рис. 31, залежність відносного зростання провідності Ду/у у розплавах Se-Te від номера перехідного металу показує малий пік для ванадію і великий пік для нікелю.

Величина Ду/у для розчинів марганцю є значно меншою порівняно з іншими розчинами перехідних металів.

Зазначимо, що зростання загальної густини станів на рівні Фермі для sp-d розчинів цілком корелює з наведеним вище відхиленням Ду/у для розчинів перехідних металів.

Рис. 31. Залежність зростання провідності Ду/у від перехідного металу

Отже, додавання домішок перехідних металів збільшує вплив на транспортні властивості металевих і (металізованих) рідин, коли розчинник змінюється від металу (як рідке олово) до напівпровідникових розплавів (як розплави Se-Te, S_Te).

На рис. 31 представлено зміни Ду/у залежно від перехідного металу для різних розчинників. Електропровідність рідких розчинників, які мають високу у, спадає з додаванням перехідного металу. Відхилення Ду/у, яке спричинене додавання перехідного металу V чи Fe, має подвійний мінімум для металів Sn, Sb, Bi. Цей експериментальний факт, на нашу думку, можна пояснити s-d резонансним розсіюванням. Рідкі Те і In₂Te₃ попадають у проміжний стан. Зростання густини станів конкурує з ефектом s-d резонансного розсіювання в проміжній області.

Додавання перехідного металу до розплавів Se-Te, S-Te, в яких довжина вільного пробігу порядку міжатомної віддалі, спричиняє зростання у. В цій ситуації d-стани перехідних металів розміщуються біля рівня Фермі, що приводить до зростання густини станів і, відповідно у. Це означає, що густина станів в Se-Тe, S-Te має псевдощілину біля рівня Фермі і великі зміни у у разі додавання перехідних металів, зумовлені загальним зростанням густини станів на E_f в sp-d розчинах.

ВИСНОВКИ

У дисертаційній роботі обґрунтована та вирішена фундаментальна наукова проблема - перенесення електронів під час переходу метал-неметал в іонно-електронних розплавах з домішками перехідних металів. У цих розчинах механізм розсіювання електронів змінюється від слабкого до сильного.

Для виконання поставленої мети:

1. Модифікована методика високотемпературних вимірювань електропровідності хімічно агресивних розплавів (захищено патентом України UA №40541).

2. Розроблені і створені комірки:

- для дослідження електропровідності і термо-е.р.с. хімічно агресивних розплавів

- для високотемпературних вимірювань теплопровідності;

- для високотемпературних вимірювань густини методом пропускання г-квантів.

3. В широкому інтервалі температур і тисків проведено експериментальні дослідження електропровідності і термо-е.р.с:

- бінарних сплавів, в яких присутня іонна складова провідності;

- потрійних сплавів з домінуючим електронним механізмом провідності;

- бінарних сплавів з p-n переходом в області стехіометричних складів;

- металевих розплавів Sn, Al, Sb, Bi, Pb-Mg з домішками перехідних металів, де визначальним є механізм слабкого розсіювання електронів провідності;

- напівпровідникових розплавів Te i In₂Te₃ з домішками перехідних металів, де домінуючим є дифузійний механізм перенесення заряду;

- напівпровідникових(діелектричних) розплавів Se-Te, S-Te з домішками перехідних металів з активаційним механізмом перенесення заряду.

4. Проведені допоміжні дослідження:

- в'язкості Sn, Al, Te, In₂Te₃ з домішками перехідних металів, CdTe;

- густини Al з домішками металів, потрійні халькогеніди;

- рентгеноструктурні дослідження Sn, Se-Te з домішками перехідних металів.

За результатами проведених досліджень можна зробити наступні висновки:

1. Запропоновані фізичні моделі, які дали змогу пояснити електронну структуру, електрофізичні та структурно-чутливі властивості переходу метал-неметал в іонно-електронних розплавах, а також механізми розсіювання електронів в системах з різним типом взаємодії.

2. Встановлено, що в розплавах Cu₂Te, Cu₂Se, Ag₂Te, Tl₂Te, Tl₂Se збурення енергетичного спектра спричинює d-зона (3d-Cu, 4d-Ag, 5d-Tl). Показано, що перехід напівпровідник-метал відбувається за наявності певної долі іонного перенесення.

3. У розплавах потрійних халькогенідів виявлено і досліджено високотемпературний перехід напівпровідник-метал-напівпровідник і концентраційний перехід напівпровідник-метал.

4. Показано, що природа вказаних переходів єдина і пов'язана з існуванням певного енергетичного інтервалу, в якому відбуваються процеси перенесення заряду. Показано, що процес переходу неметал-метал супроводжується як зростанням концентрації вільних носіїв, так і локалізацією хвильових функцій електронів. Запропонована модель базується на багатоелектронному механізмі делокалізації електронних станів у псевдощілині. Показано, що зворотній перехід метал-напівпровідник супроводжується появою енергетичної псевдощілини по рухливості і по густині станів.

5. Встановлено, що у розплавах Tl-Se, Cd-Te з p-n переходом біля стехіометричного складу за зміни концентрації та зростання температури рівень Фермі зміщується до центру псевдощілини, а внески в процес перенесення заряду дають як зона провідності, так і валентна зона. У разі цього транспортування електронів здійснюється за двозонним механізмом.

6. Встановлено, що у розплавах металів з домішками d-металів відбуваються процеси самоорганізації. Перехідний елемент активно трансформує ближній порядок метала-розчинника, що приводить до зменшення ефективної довжини вільного пробігу електронів, зміни електронної густини і, відповідно, до зміни електропровідності.

7. Показано, що використання моделі незалежних зв'язків у рідкому телурі засвідчує існування ланцюжків різної довжини з двома направленими зв'язками на кінцях. На основі аналізу структурно-чутливих властивостей показано, що додавання 3d металу зі складною зовнішньою електронною конфігурацією атомів приводить до деякого відновлення зв'язків і утворення комплексів. Проведено оцінювання об'ємної долі кластерів у розплаві телуру і її температурної залежності. На основі аналізу електрофізичних властивостей показано, що електронну структуру рідкого телуру не описує теорія вільних електронів, а зв'язки проявляють певну ступінь ковалентності. Це, своєю чергою, приводить до появи мінімуму на густині станів, а рівень Фермі зміщується у бік валентної зони. Саме швидкість зміни густини станів на віртуальних рівнях визначає збільшення або зменшення додаткової провідності. На основі аналізу температурних залежностей термо-е.р.с. показано, що рівень Фермі з ростом температури мігрує в напрямку до валентної зони.

8. Показано, що домішки перехідних металів локалізуються в лінійні структури вихідного рідкого In₂Te₃, спричиняючи цим їх подрібнення. d-стани домішкових елементів проявляють себе в ефекті sp-d гібридизації. Показано, що зростання електропровідності зумовлене домінуючим впливом d-станів на зростання загальної густини станів.

9. Встановлено, що домішки 3d металів у розплаві Se-Te змінюють вигляд першого максимуму структурного фактора і приводять до змін в атомному розподілі та трансформації ковалентних зв'язків у металеві. На основі аналізу температурних залежностей електрофізичних властивостей розплавів Se-Te i S-Te показано, що зміщення температури переходу напівпровідник-метал, зміни енергій активацій у і S, зростання швидкості замивання псевдощілини зумовлені зростанням густини станів на рівні Фермі.

10. Показано, що іонно-електронні рідини поділяють на такі, що мають металеві властивості, та на такі, що мають напівпровідникові властивості. Додавання домішок перехідних металів в перші приводить до зміни концентрації носіїв заряду і зменшення довжини вільного пробігу електронів. Ці два чинники і визначають поведінку електрофізичних властивостей. Домінуючим є зменшення довжини вільного пробігу, що і визначає зменшення електропровідності. Додавання домішок перехідних металів до іонно-електронних рідин, що мають напівпровідникові властивості, приводить до зростання густини станів в псевдощілині, її замиванню і, відповідно, до зростання електропровідності.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1 Фізика іонно-електронних рідин / Л.А. Булавін, В.І. Лисов, С.Л. Рево та ін. - Київ.: “Київський університет”, 2008. - 367 с.

2 Адаменко І.І. Фізика рідин та рідинних систем / І.І. Адаменко, Л.А. Булавін. - Київ: АСМІ, 2006. - 650 с.

3.Anderson P.W. Absence of diffusion in certain random lattic / P.W. Anderson // Phys.Rev. - 1958. - Vol. 109. - P. 1492-1505.

4. Mott N.F. Conduction in Non-crystaline Systems.1.Localized Electronic States in Disordered Systems / N.F. Mott // Phil.Mag. - 1968. - Vol. 17, N. 50. - P. 1259_1268.

Список публікацій

Structure and physical properties of Pb-Sn melts / V. Sklyarchuk, A. Yakymovych, I. Shtablavyy, I. Shevernoha, M. Kozlovskii, R. Khairulin, S. Stankus // Ukr. J. Phys. - 2010. - Vol. 55, N. 9. - P. 979-986.

Структура та електроопір припоїв у перед кристалізаційному інтервалі температур / С.І. Мудрий, І.І. Штаблавий, В.М. Склярчук, Ю.О. Плевачук, А.В. Королишин, А.С. Якимович, І.М. Шевернога, В.Є. Сідоров // Фізико-хімічна механіка матеріалів. - 2010. Т. 4. - С. 35-41.

Плотность и коэффициенты взаимной диффузии расплавов висмут-олово эвтектического и околоэвтектического составов / Р.А. Хайрулин, С.В. Станкус, Р.Н. Абдуллаев, В.М. Склярчук // Физика высоких температур. - Т.48, №1. - С. 1-4.

Termophysical properties of liquid Al-Ni alloys / I. Egry, R. Brooks, D. Holland-Moritz, R. Novakovic, T. Matsushita, Yu. Plevachuk, E. Ricci, S. Seetharaman, V. Sklyarchuk, R. Wunderlich // High Temp-High Press. - 2010. - Vol. 38. - P. 343-351

Determination of liquidus temperature in Sn-Ti-Zr alloys by viscosity, electrical conductivity and XRD measurements / Yu. Plevachuk, S. Mudry, V. Sklyarchuk, A. Yakymovych, A. Korolyshyn, I. Shtablavyy, Yu. Kulyk, U. Klotz, Ch. Liu, Ch. Leinenbach // Int. J Mater. Research. - 2010. - Vol. 100. - P. 689-694.

Density, viscosity and electrical conductivity of hypoeutectic Al-Cu liquid alloys / Yu. Plevachuk, V. Sklyarchuk, A. Yakymovych , S. Eckert, B. Willers, K. Eigenfeld // Metall. Mater. Trans. A. 2008. - Vol. 39, N. 12. - P. 3040-3045.

V. Sklyarchuk V. Structure sensitive properties of Al-Si liquid alloys / V. Sklyarchuk, Yu. Plevachuk, A. Yakymovych // Int. J. Thermophysics. - 2009. - Vol. 30, N. 4. - P. 1400_1410.

Розрахунок в'язкості розплавів системи Al-Cu / В.М. Склярчук, А.С. Якимович, М.В. Дуфанець // Металлофиз.новейшие технол. - 2008. - Т. 30. - С. 313-319.

Electrical conductivity of liquid Sn-Ti-Zr alloys / V. Sklyarchuk, Yu. Plevachuk, S. Mudry, A. Yakymovych, U.E. Klotz, C. Liu // J. Phys.: Conf. Series. - 2008. - Vol. 98. - P. 062008. (http://www.iop.org/EJ/abstract/1742-6596/98/6/062008).

Semiconductor-Metal Transition in Semiconductor Melts with 3d Metal Admixtures / V. Sklyarchuk, Yu. Plevachuk, S. Mudry, I. Shtablavyi, B. Sokolovskii // J. Phys.: Conf. Series. - 2008. - Vol. 98. - P. 062003.

Thermophysical properties of Nd-, Er-, Y-Ni-alloys / Yu. Plevachuk, V. Sklyarchuk, R. Hermann, G. Gerbeth // Int. J. Mat. Res. - 2008. - Vol. 99, N. 3. - P. 261-264.

Structure and Electrical Properties of Liquid Sn, Sn_0.962Ag_0.038, Sn_0.987Cu_0.013, and Sn_0.949Ag_0.038Cu_0.013. / S.I. Mudry, V.M. Sklyarchuk, Yu.O. Plevachuk, I.I. Shtablavyi // Inorg. Mater. - 2008. - Vol. 44, N. 2. - P. 129-133.

Перехід до металевої провідності в розплавах на основі селену / Л.А. Булавін, Б.І. Соколовський, В.М. Склярчук, Ю.О. Плевачук // Вісник КНУ. - 2007. - С. 326-329.

Соколовський Б.І. Електропровідність і термо-е.р.с. розплавів на основі телуру. / Б.І. Соколовський, В.М. Склярчук, Ю.О. Плевачук // Вісник КНУ. - 2007. - С. 354-358.

Viscosity and electrical conductivity of liquid Sn-Ti and Sn-Zr alloys / Yu. Plevachuk, S. Mudry, V. Sklyarchuk, A. Yakymovych, U. E. Klotz, M. Roth // J. Mater. Sci. - 2007. Vol. 42, N. 20. - P. 8618-8621.

Sklyarchuk V. Electrophysical and structural-sensitive properties of liquid In₂Te₃ with 3d metal admixtures / V. Sklyarchuk, Yu. Plevachuk. // J. Non-Cryst. Solids. - 2007. - Vol. 353. - P. 3216-3219.

Metal-nonmetal transition in semiconductor melts with 3d metal admixtures / V. Sklyarchuk, Yu. Plevachuk, S. Mudry, I. Shtablavyi // J. Phys. Studies. - 2007. - Vol. 11, N. 2. - P. 190-194.

Electrical conductivity, thermoelectric power and viscosity of liquid Sn-based alloys / Yu. Plevachuk, V. Sklyarchuk, W. Hoyer, I. Kaban // J. Mater. Sci. - 2006. - Vol. 41. - P. 4632-4635.

Sklyarchuk V. A short range ordering self-organization in liquid binary systems / V. Sklyarchuk, Yu. Plevachuk, S. Mudry // Nanosystems, Nanomaterials, Nanotechnologies. - 2005. Vol. 3, N. 2. - P. 505

-510.

Sklyarchuk V. A modified steady state apparatus for thermal conductivity measurements for liquid metals and semiconductors / V. Sklyarchuk, Yu. Plevachuk. // Meas. Sci. Technol. - 2005. Vol. 16. - P. 467-471.

Viscosity of liquid tellurium doped with 3d transition metals / V. Sklyarchuk, Yu. Plevachuk, S. Mudry, // J. Mol. Liquids. - 2005. - Vol. 120, N. 1-3. - P. 111-114.

The structural features of Cu_1-xPb_x liquid alloys / S. Mudry, T. Lutchyshyn, Yu. Plevachuk, V. Sklyarchuk // J. Mol. Liquids. - 2005. - Vol. 120, N. 1-3. - P. 99-102.

Sklyarchuk V. Electrophysical and structure-sensitive properties of liquid Te with 3d transition metals / V. Sklyarchuk, Yu. Plevachuk // J. Phys. Studies. - 2004. Vol. 8, N. 3. - P. 245-251.

Sklyarchuk V. Reverse metal-nonmetal transition in semiconducting melts / V. Sklyarchuk, Yu. Plevachuk // J. Non-Cryst. Solids. - 2004. - Vol. 336, N. 1. - P. 59-63.

Sklyarchuk V. Electrical conductivity and thermopower of liquid tellurium doped with 3d transition metals / V. Sklyarchuk, Yu. Plevachuk // Semiconductors. - 2004. - Vol. 38, N. 12. - P. 1365-1368.

Sklyarchuk V. Electrical Conductivity of liquid Sb and Bi with admixtures of 3d transition metals/ V. Sklyarchuk, Yu. Plevachuk // Inorganical Materials. - 2003. - Vol. 39, N. 8. - P. 811-815.

Plevachuk Yu.O. Thermoelectric properties of liquid CdTe in the stoichiometric composition range / Yu.O. Plevachuk, V.M. Sklyarchuk, A.P. Vlasov. // Functional materials. - 2003. - Vol. 10, N. 3. - P. 507-510.

Plevachuk Yu. Electronic properties and viscosity of liquid СdTe-based alloys / Yu. Plevachuk, V. Sklyarchuk, Ch. Dong // J. Phys.: Condens. Matter. - 2002. Vol. 14, N. 23. - P. 5711-5718.

Plevachuk Yu. Thermoelecric and Structural Properties of Nearstoichiometric CdTe during Melting / Yu. Plevachuk, V. Sklyarchuk, Ch. Dong // Z. Anorg. Allg. Chem. - 2002. - Vol. 628, N. 9-10. - P. 2223.

Transport Properties and Viscosity of Liquid CdTe doped with In, Ge, and Sn / V. M. Sklyarchuk, Yu. O. Plevachuk, P. I. Feichuk, L. P. Shcherbak // Inorganic Materials. - 2002. - Vol. 38, N. 11. - P. 1109-1113.

CdTe-Ge Melt Structure Rearrangement Study / L.Shcherbak, P.Feychuk, Yu.Plevachuk, V.Sklyarchuk, O.Kopach, B.-J.Suck, O.Panchuk // Phys. Stat. Sol. (b). - 2002. - Vol. 229, N. 1. - P. 165-169.

Sklyarchuk V. Thermophysical Properties of Liquid Ternary Chalcogenides / V. Sklyarchuk, Yu. Plevachuk // High Temperatures - High Pressures. - 2002. - Vol. 34. - P. 29-34.

Sklyarchuk V.M. Electron properties of liquid Cu₂Te, Cu₂Se, Ag₂Te, Tl₂Te and Tl₂Se alloys / V.M. Sklyarchuk, Yu.A. Plevachuk // Semiconductors. - 2002. Vol. 36, N. 10. - P. 1123-1127.

Sklyarchuk V. Electrophysical properties of Tl-Se liquid alloys in the wide concentraiton and temperature ranges / V. Sklyarchuk, Yu. Plevachuk, V. Didoukh // J. Phys. Studies. - 2002. - Vol. 6, N. 3. - P. 168-171.

Plevachuk Yu. Experimental Study on the Electrical Conductivity and Thermo-Electromotive Force of Liquid Pb_Mg-Based Alloys / Yu. Plevachuk, V. Sklyarchuk // Z. Metallkd. - 2001. - Vol. 92, N. 6. - P. 600-603.

Plevachuk Yu. Electrophysical measurements for strongly aggressive liquid semiconductors / Yu. Plevachuk, V. Sklyarchuk // Meas. Sci. Technol. - 2001. - Vol. 12, N. 1. - P. 23-26.

Sklyarchuk V. Nonmetal-metal Transition in liquid Cu-based alloys / V.Sklyarchuk, Yu.Plevachuk. //. Z. Phys. Chem. - 2001. - Vol. 215, N. 1. - P. 103-109.

Sklyarchuk V. Dynamics of the pseudogap transformation in semiconducting melts during metallization / V. Sklyarchuk, Yu. Plevachuk // J. Phys.: Condens. Matter. - 2001. - Vol. 13, N. 41. - P. 9179-9185.

Sklyarchuk V. The influence of the ionic component of electrical conductivity on semiconductor-metal transition in liquid Tl-Se alloys / V. Sklyarchuk, Yu. Plevachuk // J. Alloys Comp. - 2001. - Vol. 327, N. 1-2. - P. 47-51.

Sklyarchuk V. The investigation techniques for thermoelectric properties of semiconducting melts / V. Sklyarchuk, Yu. Plevachuk // Ukrainian Metrological Journal. - 2001. - Vol. 2. - P. .26-29.

Sklyarchuk V. Metal-nonmetal Transition in Cu_x(CuAsSe₂)_1-x melts / V. Sklyarchuk, Yu. Plevachuk // J. Phys. Studies. - 2001. - Vol. 5, N. 2. - P. 145-150.

Sklyarchuk V. Transition to Metal Conductivity in Copper Chalcogenides / V. Sklyarchuk, Yu. Plevachuk // Proceedings of the Chelyabinsk Scientific Center. - 2001. - Vol. 2, N. 11. - P. 22-26.

Sklyarchuk V. Semiconductor-Metal Transition in Te-based Liquid Alloys / V. Sklyarchuk, Yu. Plevachuk // Metallofiz. Noveishie Tekhnol. - 2001. - Vol. 23, N. 6. - P. 735-743.

Sklyarchuk V. Transition to Metal Conductivity in Liquid Tl-Se Alloys in the region of the Intermetallic Compound Tl₂Se / V. Sklyarchuk, Yu. Plevachuk // Z.Metallkd. - 2000. - Vol. 91, N. 12. - P. 999-1001.

Sklyarchuk V. Transformation of an Electron Spectrum in Liquid Ternary Semiconductors / V. Sklyarchuk, Yu. Plevachuk // J. Alloys Comp. - 2000. - Vol. 312, N. 1-2. - P. 25-29.

Sklyarchuk V. Thermophysical Properties of Selenium-based Chalcogenide Melts / V. Sklyarchuk, Yu. Plevachuk // J. Phys. Studies. - 2000. - Vol. 4, N. 2. - P. 155-158.

The viscosity of liquid cadmium telluride / L. Shcherbak, O. Kopach, Yu. Plevachuk, V. Sklyarchuk, Ch. Dong, P. Siffert //. J.Crystal Growth. - 2000. - Vol. 212. - P. 385-390.

Sklyarchuk V. Metallic Conductivity of Liquid Ternary Te-based Alloys / V. Sklyarchuk, Yu. Plevachuk // Z.Metallkd. - 2000. - Vol. 91, N. 1. - P.71-74.

Structural changes in molten CdTe / L.Shcherbak, P.Feychuk, Yu.Plevachuk, Ch.Dong, V.Sklyarchuk // Semiconductor Physics, Quantum Electronics and Optoelectronics. - 2000. - Vol. 3, N. 4. - P.456-459.

Sklyarchuk V.M. Electrophysical properties of the liquid CdTe System / V.M. Sklyarchuk, Yu.O. Plevachuk, V.O. Omelchenko // Proceedings of Lviv University. Physical Series. - 2000. - Vol. 33. - P. 118-121.

High-temperature and high-pressure measurements of electroconductivity and thermopower for Cu₂Se, Cu₂Te, In-Se, In-Te / B. Sokolovskii, V. Sklyarchuk, V. Didoukh, Yu. Plevachuk // High-Temp. Mater. Sci. - 1995. - Vol. 34. - P. 275-284.

Perspective on the use of the Pb-Mg eutectic as a coolant for new-generation inherently-safe nuclear reactors / P.N. Alexeev, V.P. Didoukh, Yu.O. Plevachouk, V.M. Sklyarchouk, B.I. Sokolovskii, S.A. Subbotin // Proceedings of annual meeting on nuclear technology Karlsruhe, Deutsches Atomforum e. - 1992. - P. 31-34.

Mudry S. Influence of doping with Ni on viscosity of liquid Al / S. Mudry, V. Sklyarchuk, A. Yakymovych // J. phys. Stud. - 2008. - Vol. 12, N. 1. - p. 1601-1605.

Монографія

Перехід метал-неметал в іонно-електронних рідинах / Л.А. Булавін, Б.І. Соколовський, Ю.О. Плевачук, В.М. Склярчук. - Київ.:АСМІ, 2008. -312 с.

Тези і матеріали конференцій

55.Склярчук В.М. Самоорганізація ближнього порядку в рідких бінарних системах / В.М. Склярчук, Ю.О. Плевачук, С.І. Мудрий // Нанорозмірні системи: електронна, атомна будова і властивості (НАНСИС - 2004), 12-14 жовтня 2004.: Тези доповідей

- Київ, Україна. 2004. - С. 63.

56. Electrophysical and structure-sensitive properties of liquid Sn-based alloys / Yu. Plevachuk, V. Sklyarchuk, W. Hoyer, I. Kaban // Discussion meeting on thermodynamics of alloys (TOFA 2004), 12-17September, 2004.: Book of Abstr. - Vienna, Austria. 2004 - P. O55.

57. Sklyarchuk V. Electrophysical and structural-sensitive properties of liquid In₂Te₃ with 3d metal admixtures / V. Sklyarchuk, Yu. Plevachuk // 12th International Conference on Liquid and Amorphous Metals (LAM12), 11-16 July, 2004.: Book of Abstr. - Metz, France. 2004. - P. S025.

58. Sklyarchuk V. Viscosity of liquid Tellurium doped with 3d transition metals / V. Sklyarchuk, Yu. Plevachuk, S. Mudry, // 2nd International Conference „Physics of liquid matter: modern problems (PLMMP-2003)”, 12-15 September, 2003.: Abstr. - Kyiv, Ukraine. 2003. - P. 54

59. Investigation of the miscibility gap region in liquid Pb-Ga alloys using viscosimetric, resistometric and acoustic measurements / Yu. Plevachuk, V. Sklyarchuk, V. Filippov, P. Popel, V. Sidorov, V. Kononenko, A. Rjabina // VI Discussion Meeting “Thermodynamics of Alloys (TOFA 2002)”, 8-13 September, 2002.: Book of Abstr. - Rome, Italy. 2002. - P. PO17.

60. Plevachuk Yu. High temperature experimental studies of СdTe-based melts / Yu. Plevachuk, V. Sklyarchuk, Ch. Dong // III International Conference “Problems of Optics and High Technology Material Science (SPO2002)”, 23-26 October, 2002.: Abstr. - Kyiv, Ukraine. 2002. - P. 25.

61. Vlasov A. Electrical conductivity and thermo-emf of CdTe with As admixture during melting / A. Vlasov, V. Sklyarchuk, Yu. Plevachuk // VIII Міжнародний семінар з фізики та хімії твердого тіла, 20-21 червня, 2002.: Тези доповідей. - Львів, Україна. 2002. - С. 71.

62. Sklyarchuk V. Kinetic properties of liquid Bi with 3D transition metals admixtures / Sklyarchuk V, Plevachuk Yu. // Proc. International Conf. "Physics of liquid matter: modern problems" (PLMMP-2001), 14-19 September, 2001.: Abstr. - Kyiv, Ukraine. 2001. - P. 42.

63. Plevachuk Yu. Experimental Investigations of liquid Pb-Mg eutectic doped by third elements / Yu. Plevachuk, V. Sklyarchuk //Proc. Int.Conf. "Materials Week 2001", 1-4 October, 2001.: Abstr. - Munich, Germany. 2001. - P. 41.

64. Склярчук В.М. Электропроводность и термо-э.д.с. жидких Tl₂Te, Tl₂Se, Ag₂Te, Cu₂Te и Cu₂Se при высоких температурах / В.М. Склярчук, Ю.О. Плевачук // Труды Х Российской конф. "Строение и свойства металлических и шлаковых расплавов"., 14-18 ноября, 2001.: Тези доповідей

. - Екатеринбург, Россия. 2001. - P. 77-80.

65. Sklyarchuk V. Electrical conductivity of InTe4 with 3d metal admixtures / V. Sklyarchuk, Yu. Plevachuk // Crystal chemistry of intermetallic compounds (IX IMC), 20-24 September, 2005.: Abstr. - Lviv, Ukraine. 2005. - P. 80.

66. Sklyarchuk V. Metal-nonmetal transition in semiconductor melts with 3d metal admixtures / V. Sklyarchuk, Yu. Plevachuk // Physics of Liquid Matter: Modern Problems (PLMMP-2005), 27-31 May, 2005.: Abstr. - Kyiv, Ukraine. 2005. - P. 85.

67. Structure and physical properties of Pb-free melts / V. Sklyarchuk, Yu. Plevachuk, S. Mudry, I. Shtablavij // Physics of disordered systems (PDS'05), 18-21 September, 2005.: Abstr. - Gdansk-Sobieszewo, Poland. 2005. - P. 51.

68. Semiconductor-Metal Transition in Semiconductor Melts with 3d Metal Admixtures / V. Sklyarchuk, Yu. Plevachuk, S. Mudry, I. Shtablavyi, B. Sokolovskii // 13^th Int. Conference on Liquid and Amorphous Metals (LAM13), 8-14. July, 2007.: Abstr. - Ekateriburg, Russia. 2007. - P. 57.

69. Electrical conductivity of liquid Sn-Ti-Zr alloys / V. Sklyarchuk, Yu. Plevachuk, S. Mudry, A. Yakymovych, U.E. Klotz, C. Liu. // 13^th Int. Conference on Liquid and Amorphous Metals (LAM13), 8-14. July, 2007.: Abstr. - Ekateriburg, Russia. 2007. - P. 171.

70. Viscosity, electrical conductivity, XRD studies of liquid Sn-Ti, Sn-Zr, and Sn-Ti-Zr alloys / Yu. Plevachuk, S. Mudry, V. Sklyarchuk, A. Korolyshyn, A. Yakymovych, I. Shtablavyy, Yu. Kulyk, U.E. Klotz, C. Liu, C. Leinenbach // TOFA 2008 Discussion Meeting on Thermodynamics of Alloys, 22-27 June, 2008.: Book of Abstr. - Krakow, Poland. 2008. - P. 33

71. Sklyarchuk V. Metal conductivity in liquid semiconductors with 3d metal admixtures / V. Sklyarchuk, Yu. Plevachuk // 4^th International Conference “Physics of Liquid Matter: Modern Problems”, 23-26 May, 2008.: Abstr. -Krakow, Poland. 2008. - P. 96.

72. Sklyarchuk V. Transition semiconductor-metal in liquid Se-Te with 3d metal admixtures / V. Sklyarchuk, Yu. Plevachuk //International Conference Physics of liquid matter: modern problems (PLM MP 2010), 21-24 May, 2010.: Abstr. - Kyiv, Ukraine. 2010. - P. 97.

73. Thermophysical properties of intermetallic Ti-Al alloys in the liquid state / Yu. Plevachuk, V. Sklyarchuk, R. Hermann, G. Gerbeth// 14 International Conference on Liquid and Amorphous Metals (LAM14), 11-16 July, 2010: Abstr. - Rome, Italy. 2010. - P. 83.

АНОТАЦІЯ

Склярчук В.М. Вплив домішок перехідних металів на механізми переносу заряду в іонно-електронних розплавах. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.13 - фізика металів, Львівський національний університет імені Івана Франка, Львів, 2010.

У дисертації досліджено механізми перенесення заряду під час переходу метал-неметал в іонно-електронних розплавах з домішками перехідних металів.

У цих розчинах механізм розсіювання електронів змінюється від слабкого до сильного.

В широкому інтервалі температур і тисків проведено експериментальні дослідження електропровідності і термо-е.р.с:

ь бінарних сплавів, в яких присутня іонна складова провідності; потрійних сплавів з домінуючим електронним механізмом провідності; бінарних сплавів з p-n переходом в області стехіометричних складів;

ь металевих розплавів Sn, Al, Sb, Bi, Pb-Mg з домішками перехідних металів, де визначальним є механізм слабкого розсіювання електронів провідності;

ь напівпровідникових розплавів Te i In₂Te₃ з домішками перехідних металів, де домінуючим є дифузійний механізм перенесення заряду;

ь напівпровідникових розплавів Se-Te, S-Te з домішками перехідних металів з активаційним механізмом перенесення заряду.

Запропоновані фізичні моделі, які дозволили пояснити електронну структуру, електрофізичні та структурно-чутливі властивості під час переходу метал-неметал в іонно-електронних розплавах, а також механізми розсіювання електронів в системах з різним типом взаємодії.

Вивчені та рекомендовані до використання як припої сплави на основі олова, які, на відміну від сплавів на основі свинцю, є екологічно безпечними.

Ключові слова: електропровідність, термо-е.р.с., в'язкість, халькогеніди, густина електронних станів, іонно-електронні розплави, перехідні метали, рівень Фермі, перехід напівпровідник-метал, псевдощілина, структура.

АННОТАЦИЯ

Склярчук В.М. Влияние примесей переходных металлов на механизмы переноса заряда в ионно-электронных расплавах. - Рукопись.

Диссертация на соискание ученой степени доктора физико-математических наук по специальности 01.04.13 - физика металлов, Львовский национальный университет имени Ивана Франка, Львов, 2010.