Валентные состояния олова и физико-химические свойства оловосодержащих халькогенидных стекол на основе селенида мышьяка

• Автор: Дземидко, Игорь Альфредович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 144 с. : ил.

Оглавление
1. Введение
2. МЕССБАУЭРОВСКАЯ СПЕКТРОСКОПИЯ И ЕЕ ПРИМЕНЕНИЕ ДЛЯ ИССЛЕДОВАНИЯ ХАЛЬКОГЕНИД-НЫХ СТЕКОЛ

2.1. Основы мессбауэровской спектроскопий

2.2. Локализованные состояния в халькогенидных стеклах

2.2.1. Состояния в запрещенной зоне

2.2.2. Модели состояния в запрещенной зоне

2.2.3. Механизмы электропереноса в ХСП

2.3. 1Г-центры в халькогенидных стеклообразных полупроводниках

2.4 Халькогенидные стеклообразные полупроводники

2.4.1. Бинарные стекла

2.4.2. Многокомпонентные с ел енсод ерлса щие стеклообразные полупроводники
2.5. Мессбауэровские исследования 1Г-центров в халькоге-нидах мышьяка
2.6. Постановка задачи исследования
3. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
3.1 Методика измерения мессбаузровских спектров
3.2 Рентгенофлуоресцентный анализ
2.3. Приготовление образцов
2.4. Измерение физико-химических свойств
4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЛИЧЕСТВЕННОГО СОСТАВА СТЕКОЛ
4.1. Введение
4.2. Объекты исследования
4.3. Теоретическое рассмотрение
4.4. Метод стандарта
4.5. Заключение
5. ДВУХЭЛЕКТРОННЫЕ ЦЕНТРЫ ОЛОВА С ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ КОРРЕЛЯЦИОННОЙ ЭНЕРГИЕЙ В СТЕКЛАХ СИСТЕМ (Аз2Бе й !ДБнБе2)ТДТ12Бе) х И (АзБеЭ,-7(БпБе)7ДТ12Бе)х
5.1. Стекла (Аз2Бе3)/ДБпБеуДТЕБе)
5.1.1. Область стеклообразоваиия
5.1.2. Зарядовое и координационное состояния олова
5.1.3. Физико-химические свойства
5.1.4.. Заключение
5.2. Стекла (А.у2Бед ,ДБпБе)г.х(Т12Бе)х

5.2.1. Область стеююобразования
5.2.2. Зарядовое и координационное состояния олова
5.2.3. Физико-химические свойства
5.2.4. Заключение
6. ДВУХЭЛЕКТРОННЫЕ ЦЕНТРЫ ОЛОВА С ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ КОРРЕЛЯЦИОННОЙ ЭНЕРГИЕЙ В СТЕКЛАХ СИСТЕМ (АяДе3)иВпЬеЭ.ДСеЬеЭх И (Аяез),. 7(Бп5е)7.х(Се5е)х
6.1. Стекла (АзЬед/ДЬпВеЭ.ДСеЬеЭх
6.1.1. Облает ь стеююобразования
6.1.2. Зарядовое и координационное состояния олова
6.1.3. Физико-химические свойства
6.1.4. Заключение
6.2. Стекла (АзгЗ'сд ,.7(8п8е)7гХ(С1е8е)х
6.2.1. Область стеююобразования
6.2.2. Зарядовое и координационное состояния олова
6.2.3. Физико-химические свойства
6.2.4. Заключение
6.3 Термическая и радиационная стабильность ГГ-центров олова в стеклах (Аь'ЛеЭ1.7(8п8е)7.х(СеБе)х
6.3.1. Термическая устойчивость стекол
6.3.2. Радиационная устойчивость стекол
6.3.3. Заключение
7. ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТА ТЫ
Литература
Список публикаций по теме диссертационной работы

1. Введение
Актуальность работы
В последние годы возрос интерес к исследованию в полупроводниках двухэлектронных примесных центров с отрицательной корреляционной энергией [1 - 3]. Если точечный дефект способен отдавать или принимать два электрона, то в запрещенной зоне полупроводников возникают два энергетических уровня, разделенных на величину корреляционной энергии
и = Е2-Еи (1.1)
где Е1 и Е2 —первая и вторая энергии ионизации центра.
Если и < 0, то для таких центров принят термин “двухэлектронные центры с отрицательной корреляционной энергией” (или ЕГ-центры).
Двухэлектронные центры с отрицательной корреляционной энергией могут существовать в трех зарядовых состояниях (для донорных центров это М2+, М+ и М°, а для амфотерных центров - Э+, О0, Э”). Фундаментальной особенностью ЕГ-центров является нестабильность их промежуточного зарядового состояния, распадающегося согласно реакции:
2М+ —> М° + М2"1 или 2О0Э~+О+. (1.2)
Эти представления были использованы Андерсеном [4] для объяснения электрических и магнитных свойств халькогенидных стеклообразных полупроводников (ХСГ1) (это линейность температурной зависимости удельной электропроводности, пиннинг уровня Ферми вблизи середины запрещенной зоны, отсутствие сигнала электронного парамагнитного резонанса). В дальнейшем идеи Андерсена были развиты Стритом и Моттом [5] (они приписали ЕЕ-центры в стеклообразном АэгЗез оборванным связям атомов халькоге-на) и Кастпером с сотр. [6] (они считали, что нейтральным состоянием ЕГ-центра в ХСГ7 является О" дефект, а заряженными - Е)3 и дефекты (здесь и далее используются обозначения: Э - атом халькогепа, нижний индекс обозначает координационное число, а верхний - заряд).

Очевидно, это свидетельствует об изменении структуры стекла - в результате облучения происходит замена структурных единиц типа (-Аз-Бе-Аз-) на структурные единицы типа (-Аз-Бе-Бе-Аз-). Однако и результаты фотострук-туриых перестроений не могут служить подтверждением появления в структуре стеклообразных селепидов мышьяка двухэлектрогшых центров с отрицательной корреляционной энергией - одпокоординированпое состояние атомов селена не было обнаружено.
2.6. Постановка задачи исследования
Идеология и_-центров была использована П. Андерсеном для объяснения физико-химических свойств аморфных материалов. Однако остается нерешенной главная проблема - прямыми экспериментальными методами такие центры в аморфных полупроводниках обнаружены не были.
Наиболее перспективным методом идентификации 1Г-центров в полупроводниках является мсссбауэровская спектроскопия. Однако первые попытки обнаружить 1Г-центры в халькогенидпых стеклах методом мессбау-эровской спектроскопии, не были успешными. Основная задача, которую следует решить при попытках идентификации ТГ-цеитров в халькогенидпых стеклах - это обнаружение валентных состояний атомов, различающихся на 2е (с - заряд электрона). Наиболее перспективными объектами для подобных исследований являются стекла систем (А з28 е() ] _х( 8 п 8 е2 )7-х(Т12 Б е )х, (Аз2Бе3)]_ г(БпБе),,_х(Т12Бе)х, (Аз2Бе3),.г(БпБе2ЫОеБе2)х и (АвгБепБеОеБеХ.
Таким образом, мы поставили перед собой следующие цели:
1. Ме тодом абсорбционной мессбауэровской спектроскопии на изотопе 11 Бп идентифицировать ТГ-центры олова в халькогенидпых стеклообразных полупроводниках (Аз2Бе3)1.2(БпБе2);,.х(Т12Бе)х, (Аз2Бе3)[_7(БпБе)7.х(Т12Бс)х, (Аз28е3)1.х(8п8е2)г.х(Ое8е2)х и (АзчБезф./БпБе.гфОеБе)
2. Провести исследование влияния ТГ-цептров олова на физико-химические свойства указанных стекол (плотность, микротвердость, температуру стеклования, электропроводность и ее температурную зависимость).