Мессбауэровские U-минус центры в полупроводниках и сверхпроводниках

• Автор: Марченко, Алла Валентиновна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 250 с. : ил.

Оглавление
1. Введение
2. Методика эксперимента
2.1. Основы мессбауэровской спектроскопии
2.2. Методика измерения мессбауэровских спектров
2.3. Рентгенофлуоресцентный анализ
2.4. Приготовление образцов
2.5. Измерение физико-химических свойств
3. Мессбауэровские 11-минус центры в халькогенидах свинца
3.1. Введение
3.2. Халькогениды свинца (обзор литературы)
3.3. Эмиссионная мессбауэровская спектроскопия на изотопе П9тт8п(1|9т8п)
3.4. Модель мессбауэровских 11-минус центров олова в халькогенидах свинца
3.5. Параметры микроскопической модели 11-минус центров олова в халькогенидах свинца
3.6. Мессбауэровская спектроскопия на изотопе ||98Ь(||9т8п)
3.7. Мессбауэровская спектроскопия на изотопе 119тТе(119п18п)
3.8. Мессбауэровская спектроскопия на изотопе 73Аз(73Ое)
3.9. Заключение
4. Мессбауэровские 11-минус центры в аморфных одноатомных и двухатомных полупроводниках
4.1. Халькогенидные стеклообразные полупроводники (обзор литературы)
4.2. Определение количественного состава халькогенидных стекол
4.3. Мессбауэровские 11-минус центры олова в стеклообразных халькогенидах мышьяка и германия
4.4. Мессбауэровские центры иода в стеклообразных халькогенидах мышьяка и германия
4.5. Модель мессбауэровского 11-минус амфотерного центра олова в халькогенидных стеклообразных полупроводниках
4.6. Мессбауэровские 11-минус центры платины в стеклообразном селениде мышьяка
4.7. Природа электрической активности примесных центров редкоземельных металлов в аморфном гидрогенизированном кремнии
4.8. Мессбауэровские 11-минус центры цинка в кремнии
4.9. Заключение
5. Мессбауэровские и-минус центры олова в многокомпонентных стеклах
5.1. Введение

47-49

5.2. Халькогенидные стекла, содержащие атомы олова с насыщенными связями
5.3. Мессбауэровские U-минус центры олова в халькогенидных стеклах
5.4. Термическая и радиационная устойчивость зарядовых состояний U-минус центров олова в структуре халькогенидных стекол
5.5. Зарядовые состояния редкоземельных металлов в оксидных и фторидных стеклах
5.6. Заключение
6. U-минус центры в высокотемпературных сверхпроводниках
6.1. Металл оксиды меди (обзор литературы)
6.2. U-минус центры в решетках La2.xSrxCu04 и Nd2_xCexCu
6.3. U-минус центры в решетках YBa2Cu307, YBa2Cu408 и Y2Ba4Cu70i
6.4. U-минус центры в решетках HgBa2Can_iCun02n+2, TUBa^Ca^CunCbn-rt и Bi2Sr2Can.1Cun02n+4 (n = 1, 2, 3)
6.5. Заключение
7. Мессбауэровские U-минус центры как инструмент исследования процесса бозе-конденсации в сверхпроводниках и полупроводниках
7.1. Бозе-конденсация электронных пар в сверхпроводниках (обзор литературы)
7.2. Бозе-конденсация в сверхпроводящих металлоксидах меди
7.3. Двухэлектронный обмен между мессбауэровскими U-минус центрами олова в Agi.ySn1+yX2 и сверхпроводимость
7.4. Наблюдение бозе-конденсации в (Pbi.xSnx)i.zInzTe с помощью мессбауэровского U-минус центра
7.5. Бозе-конденсация в сверхпроводящем соединении Nb3Al
7.7. Заключение
8. Основные результаты
9. Литература
10. Список публикаций по теме диссертационной работы

1. Введение
Актуальность работы
В теории полупроводников для точечного дефекта, образующего в запрещенной зоне две полосы локализованных состояний, разделенных на величину корреляционной энергии
U = Е2- Е<0 (1.1)
(где Е и Е2 —первая и вторая энергии ионизации центра), принят термин «двухэлектронный центр с отрицательной корреляционной энергией» (U-минус центр или 1Г -центр).
U-минус центры могут существовать в двух зарядовых состояниях. Для до-норных дефектов они обозначаются как М2+ и М°, для акцепторных дефектов -как М2_ и М°, а для амфотерных дефектов - как D+ и D“. Существенной особенностью U-минус центров является неустойчивость их промежуточного (М+, М или D0) зарядового состояния. Каждой паре таких центров энергетически выгодно распасться по реакциям:
2М+ —*■ М° + М2+, 2ХГ^М° + 2М2~ или 2D°^D'+D+. (1.2)
В равновесии концентрация U-минус центров в промежуточном зарядовом состоянии экспоненциально, т.е. ~ exp(-U/2kT), мала по сравнению с их полной концентрацией.
Андерсон (Anderson P.W.) [1] использовал представление о U-минус центрах в общем виде для объяснения электрических и магнитных свойств халько-генидных стеклообразных полупроводников (ХСП), таких как:
• линейность температурной зависимости удельной электропроводности,
• пиннинг уровня Ферми вблизи середины запрещенной зоны,
• отсутствие сигнала электронного парамагнитного резонанса в большин-
стве ХСП.
Эти представления были развиты Стритом и Моттом (Street R.A., Mott N.F.) [2], которые приписали U-минус центры в ХСП оборванным связям. Затем Кастнер, Адлер и Фричше (Kästner М., Adler D., Fritzsche H.) [3] пришли к вы-

ских спектров ь1Ъа. снимались в металлическом криостате с поглотителем 672п8. Температура поглотителя была (10 ± 2) К, тогда как температура источника могла меняться от (10 ± 1) до (90 ± 1) К. Охлаждение источника и поглотителя проводилось током холодного гелия, а нагревание источника осуществлялось электрической печью, закрепленной на держателе источника. Температура контролировалась с помощью полупроводникового датчика.
Эмиссионные мессбауэровские спектры 73Аз(73Ое) измерялись при температурах 80 и 295 К. Поскольку невозможно в одном экспериментальном спектре 730е зарегистрировать валентные (зарядовые) состояния Ое°, Се2 и Ое4+, то спектры снимались с использованием поглотителей либо в виде монокристал-лической пленки германия (регистрировались спектры, отвечающие центрам ве0), либо в виде пленок кристаллических С1е8 (Ое8е) (регистрировались спектры, отвечающие центрам Ое2 ), либо в виде пленок кристаллических Се8г (Оевг) (регистрировались спектры, отвечающие центрам Ое4+) с поверхностной плотностью по изотопу 73Ое ~ 10 мг/см2 (обогащение по изотопу 730е составляло ~ 90%).
Мессбауэровские спектры И98п снимались при 80 К и 295 К. При измерении абсорбционных спектров в качестве источника использовался Са119тш8п03. Исследуемые образцы служили поглотителями (поверхностная плотность
0.1 мг/см2 по ||98п). За аппаратурную ширину спектральной линии "98п принималась ширина мессбауэровского спектра 1198п указанного источника с поглотителем Са8п03: Оапп = 0.78 ± 2 мм/с. Эмиссионные мессбауэровские спектры 119тт8п(119т8п), |198Ь(П9т8п) и |19шТе(1|9т8п) измерялись с поглотителем
Са8п03 (поверхностная плотность по олову 5 мг/см2). Рентгеновское излучение для 1198п подавлялось критическим фильтром из металлического Рс1 (толщиной 30 мкм).
Эмиссионные мессбауэровские спектры !29Те(1291) измерялись с поглоти-
129 2
телем К 1с поверхностной плотностью 15 мг/см по I. Изомерные сдвиги