Изучение фазовых превращений в сере и соединениях типа AB(A = Cd, Zn; B = S, Se) при давлениях 20 - 50 ГПа методом импедансной спектроскопии

• Автор: Кандрина, Юлия Александровна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 125 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Фазовые диаграммы и электрические и физические свойства серы, сульфидов и селенидов кадмия и цинка при высоких давлениях
1.1. Электрические свойства серы при высоких давлениях
1.2. Кристаллические структуры соединений СЖ, (Sd.Se, 2пБ, Zn.Se
1.3. Электрические свойства СЖ при высоких давлениях
1.4. Электрические свойства 2п8 при высоких давлениях
1.5. Электрические свойства СЖе при высоких давлениях
1.6. Электрические свойства 2п8е при высоких давлениях
Заключение к главе
Глава 2. Применение метода полного комплексного сопротивления для исследования электрофизических свойств материалов в алмазных
камерах высокого давления «закругленный конус - плоскость»
2.1. Получение высоких давлений с помощью алмазных наковален
2.2. Метод импедансной спектроскопии
2.3. Экспериментальная установка и учет влияния камеры высокого
давления на исследуемый импеданс ячейки с образцом
Заключение к главе
Глава 3. Полное комплексное сопротивление серы при давлениях
20 - 50 ГПа на частотах переменного тока 1 Гц - 100 кГц
3.1. Годо1рафы импеданса серы при давлениях 20 - 50 ГПа
на частотах переменного тока 1Гц-100кГц
3.2. Диэлектрические потери в сере при высоких давлениях
3.3. Связь особенностей годографов импеданса
с известными фазовыми превращениями в сере
Выводы к главе

Глава 4. Применение импедансной спектроскопии для изучения электрофизических свойств 2п8, Сс18, Cd.Se, 2п8е
при высоких давлениях
4.1. Годографы импеданса 2п8 при давлениях 20-50 ГПа
на частотах переменного тока 1 Гц - 100 кГц
4.2. Годографы импеданса СЖ при давлениях 20-50 ГПа
на частотах переменного тока 1 Гц - 100 кГц
4.3. Годографы импеданса 2п8е при давлениях 20-50 ГПа
на частотах переменного тока 1 Гц - 100
4.4. Годографы импеданса CdSe при давлениях 20-50 ГПа
на частотах переменного тока 1 Гц - 100
4.5. Общие закономерности поведения сульфидов и селенидов
кадмия и цинка при высоких давлениях
Выводы к главе
Заключение
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Серу, сульфиды и селениды кадмия и цинка объединяет сложность фазовых диаграмм и трудности в объяснении процессов формирования новых состояний при высоких давлениях. Несмотря на большое количество экспериментальных данных о структурных превращениях в этих материалах, окончательное понимание процессов формирования фаз высокого давления, в том числе - устойчивых при нормальном давлении, отсутствует.
Поведение серы при высоких давлениях представляет интерес в связи с очень сложной фазовой диаграммой этого материала, возникновением полимерных фаз, влиянием на свойства предыстории образца. В сере в интервале давлений 5 — 55 ГПа наблюдается целый ряд структурных превращений, в том числе обратимая аморфизация с последующим переходом в кристаллическое состояние.
Исследования, проведенные при высоких давлениях, показали наличие у сульфидов и селенидов кадмия и цинка перехода из фазы низкого давления со структурой типа вюрцита (Сей', Сс1Бе) или сфалерита {2пБ, ZnSe) в фазу высокого давления со структурой типа каменной соли, сопровождающегося резким снижением электросопротивления.
Сульфиды и селениды кадмия и цинка интенсивно исследуются, в частности, в связи с формированием на их основе нанокристалл и ческих систем с уникальными оптическими и электрическими характеристиками.
В условиях давлений, превышающих 10 ГПа и реализуемых в камерах высокого давления с алмазными наковальнями различных конструкций, образец по разным причинам (возникновение смеси фаз и межфазных границ, распределение механических напряжений, наличие электрических контактов и др.) неоднороден, и поэтому стоит задача выделения различных вкладов в общую электропроводность образца.

Видно, что в интервале давлений 41 — 47 ГПа сопротивление имеет максимум, а энергия активации проводимости резко возрастает.
Знак термоэдс указывает на электронный характер проводимости фазы высокого давления
Давление, ГПа
Рис. 1.4.1. Барические зависимости сопротивления Я (при 300 К) и энергии активации проводимости Еа 7,п8 на постоянном токе [30,80]
Полученные экспериментальные данные свидетельствуют о том, что
структурный переход в ZnS при давлении около 16 ГПа и комнатной
температуре является переходом из состояния с низкой проводимостью в
проводящее, металлическое по характеру температурной зависимости
сопротивления. Однако фаза высокого давления является скорее
вырожденным полупроводником или полуметаллом с весьма низкой
концентрацией носителей заряда (оценка по значению термоэдс при 300 К

дает концентрацию электронов проводимости не более 3-10 м'). Последнее