Микроскопические параметры двухэлектронных центров олова в халькогенидах свинца

• Автор: Алексеева, Анна Юрьевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 121 с. : ил.

МЕССБАУЭРОВСКИЕ

ИССЛЕДОВАНИЯ

СОСТОЯНИЯ ПРИМЕСНЫХ АТОМОВ В ХАЛЬКОГЕНИДАХ СВИНЦА (обзор литературы)

Мессбауэровская спектроскопия Эмиссионная мессбауэровская спектроскопия Физико-химические свойства халькогенидов свинца Примеси в халькогенидах свинца Примесь олова в халькогенидах свинца Заключение

Мессбауэровский спектрометр

Математическая обработка мессбауэровских спектров Синтез образцов

Измерение концентрации носителей тока

ДВУХЭЛЕКТРОННЫЕ ЦЕНТРЫ ОЛОВА В ХАЛЬКОГЕНИДАХ СВИНЦА

МЕТОДИКА

ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫХ

ИССЛЕДОВАНИЙ

Изотопы П9ттБп, 119БЬ(тт8п) и п'>тТе(п')т8п)

Эмиссионная мессбауэровская спектроскопия
»9ттТе(П9т8п)
Выводы
ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ПАРАМЕТРЫ
ДВУХЭЛЕКТРОННЫХ ЦЕНТРОВ ОЛОВА С ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ КОРРЕЛЯЦИОННОЙ ЭНЕРГИЕЙ В ХАЛЬКОГЕНИДАХ СВИНЦА Введение
Обнаружение однократно ионизованного состояния центров олова
Энергетические параметры двухэлектронных центров
олова с отрицательной корреляционной энергией в РЬБ
1Г -центры олова в селениде свинца
Заключение
Основные результаты
Литература
Список статей, в которых опубликованы основные результаты диссертационной работы

ВВЕДЕНИЕ Актуальность работы.
Легирование полупроводников позволяет в широких пределах менять их электрические и оптические свойства, что открывает возможности их использования в различных областях науки и техники [1]. При замещении электрически активным примесным атомом атома решетки в запрещенной зоне полупроводника образуются энергетические уровни, способные при изменении положения уровня Ферми отдавать (или принимать) электроны. Если примесные атомы при взаимодействии с кристаллической решеткой способны отдавать (или принимать) два электрона, то такие атомы получили название «двухэлектронных центров», а в запрещенной зоне полупроводников образуются два энергетических уровня, разделенных на величину корреляционной энергии И:
и = Е2 - Е], (1)
где Е] и Е2 - первая и вторая энергии ионизации примесного центра.
Если ЕГ < 0, то таким примесным центрам приписан термин «двухэлектронные центры с отрицательной корреляционной энергией» (или "и - центры"). Детальный теоретический анализ ЕГ - центров провел Дж.Хаббард [2] и поэтому энергия и часто называется «энергией Хаббарда», а представленные, развитые Дж.Хаббардом, широко используются в физике конденсированного состояния [3,4]. В частности, идеология двухэлектронных центров с отрицательной корреляционной энергией в настоящее время используется в физике халькогенидных стеклообразных [5,6] и кристаллических полупроводников [1], обладающих фундаментальным свойством - электрической не-активностью примесных атомов в них.
По-видимому, П.Андерсон [7] первым развил модель Т_Г -центров, как собственных дефектов структурной сетки стекла, для объяснения закрепления уровня Ферми в середине запрещенной зоны легированных халькоге-

ский свинец, а в качестве акцепторной примеси - натрий или таллий (шихта составлялась исходя из формул РЬ]_х_у8пхАу8, РЬ|_х.у8пхАу8е и РЬ[.х.у8пхАуТе, где А = Ыа,Т1). Рентгенофазовый анализ показал однофазносгь всех исследованных образцов (они имели структуру типа №С1). При синтезе использовался либо обогащенный до 92% изотоп 1198п, либо радиоактивный изотоп 119шш8п.
Халькогениды свинца, легированные 1198Ь и П9тТе готовили путем сплавления образцов РЬ8, РЬве и РЬТе с безносительными препаратами 1198Ь и 119тТе. Концентрация примесных атомов сурьмы и теллура не превышала 1017 см'3. Исходные образцы РЬ8, РЬ8е и РЬТе были электронного (с избытком свинца, п ~ 5.1018 см'3) и дырочного (с избытком халькогена, р — 1018 см'3) типа.
Радиоактивные изотопы п9тТе и Ш8Ь получали по реакциям П78п(а,2п)П9тТе и 1208п(р,2п)1198Ь. Для выделения безносительных препаратов ”9тТе и 1198Ь использовали процедуру анионного обмена. Радиоактивный изотоп П9тп18п получали облучением в ядерном реакторе обогащенного до 96% изотопа 1188п (поток нейтронов составлял ~ 1014 нейтр/см2с, время облучения было 30 суток).
2.5. Измерение концентрации носителей тока
На движущиеся со скоростью V носители заряда в магнитном поле Н действует сила, пропорциональная векторному произведению [УВ]. Вследствие этого направление дрейфа носителей в электрическом и магнитном полях не совпадает с направлением электрического поля. В частности, в полупроводниках с простой зоной носители отклоняются слабым поперечным магнитным полем от направления электрического поля на угол а = рнВ, где холловская ПОДВИЖНОСТЬ |1ц отличается от омической подвижности р. множителем А ~ 1.
Если ток в образце течет в направлении х, а магнитное поле приложено вдоль оси г, то в направлении у возникает электрическое поле Холла, пропорциональное плотности тока и магнитному полю: