Особенности термического расширения многокомпонентных халькогенидных соединений со структурой шпинели и халькопирита

• Автор: Пономарев, Сергей Валерьевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Калуга
• Количество страниц: 151 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Магнитные полупроводники типа П-Сг2-У14 — халькогенидные шпинели. Некоторые аспекты практического применения

1.2. Кристаллическая структура магнитных полупроводников И-Сг2-У14

1.3. Особенности термического расширения магнитных полупроводников П-Сг2-У14

1.4. Многокомпонентные анизотропные полупроводники типа 1-Ш-У12. Некоторые аспекты практического применения

1.5. Кристаллическая структура анизотропных полупроводников 1-Ш-У12

1.6. Особенности термического расширения анизотропных полупроводников 1-Ш-У12

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ГЛАВА 2. РЕШЁТОЧНЫЙ ВКЛАД В ТЕРМИЧЕСКОЕ РАСШИРЕНИЕ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВ П-Сг2-У14
2.1. Моделирование решёточного вклада в термическое расширение соединений П-Сг2-У14
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ГЛАВА 3. МАГНИТНЫЙ ВКЛАД В ТЕРМИЧЕСКОЕ РАСШИРЕНИЕ ФЕРРОМАГНИТНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВ П-Сг2-У14
3.1. Моделирование магнитного вклада в термическое расширение соединений П-Сг2-У14
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ

ГЛАВА 4. АНИЗОТРОПНЫЙ КОЭФФИЦИЕНТ ТЕРМИЧЕСКОГО РАСШИРЕНИЯ МНОГОКОМПОНЕНТНЫХ АНИЗОТРОПНЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВ 1-Ш-У12
4.1. Моделирование отрицательного коэффициента термического расширения соединений 1-Ш-У12
4.2. Моделирование положительного коэффициента термического расширения соединений 1-Ш-У12
4.3. Моделирование анизотропных коэффициентов термического расширения твёрдых растворов СиОа(5х5е1_х)2
ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
ПРИЛОЖЕНИЯ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы. Развитие твердотельной электроники в таких принципиально новых направлениях, как наноэлектроника и спиновая электроника, базируется на фундаментальных исследованиях многокомпонентных электронных материалов. Во многих случаях это гетерофазные материалы - гетероструктуры, содержащие ограниченное количество тонких слоев двух и более функциональных материалов. Подобные материалы не только выдерживают конкуренцию с классическими материалами, но и обладают уникальными физическими характеристиками, позволяющими обеспечить качественно новый уровень обработки, передачи и хранения информации.
Важнейшей задачей современной электроники является создание эффективных фотоэлектрических преобразователей энергии солнечной радиации, работающих на основе внутреннего фотоэффекта. Многокомпонентные анизотропные халькопириты 1-1П-У12 являются перспективными материалами для создания гетероструктур - основ высокоэффективных солнечных элементов с кпд до 30%. В то же время их физические свойства напрямую связаны с характером нарушений кристаллических решеток на границе раздела (интерфейсе) структуры. Причиной этого является анизотропия коэффициента термического расширения (КТР), который может быть как отрицательным (в области низких температур), так и положительным, что приводит к рассогласованию постоянных решёток компонентов, образующих гетероструктуру.
Одним из наиболее актуальных и перспективных направлений исследований для целей спинтроники является исследование переноса спин-поляризованных электронов (спинового транспорта) в гетер о структурах «ферромагнитный полупроводник - немагнитный полупроводник». Большинство исследований посвящено изучению гетероструктур (в том числе сверхрешеток) на основе бинарных халькогенидов европия. Однако

Анизотропная объёмная магнитострикция твёрдых растворов Сс(№хСо[_х)8п, обладающих тетрагональной симметрией рассчитывается следующим образом [56]:
Х{ = У0(1-У0)[1Аа1
2 3 а1 к|(Т + Т, )2 3 а2 кц(Т + Т2 )2
Здесь у0 и 1- у0 соответственно п+1 и п - энергетические уровни
электрона атома, а] и а2 — постоянные решётки, Т] и Т2 - температуры
колебаний, иег/ - магнитный момент, Н - напряжённость внешнего
магнитного поля. Символы 1 и 2 обозначают, соответственно параллельное и перпендикулярное направления к основному кристаллографическому направлению [56].
Таким образом, большинство основных моделей расчёта спонтанной магнитострикции не позволяют выявить взаимосвязь решёточных и магнитных колебаний кристаллических решёток в ферромагнетиках.
На основе проведённого анализа современного состояния проблемы, связанной с термическим расширением ферромагнитных полупроводников П-Сг2-У14 и других ферромагнетиков, были сформулированы конкретные задачи исследования, целью которых является разработка физических моделей решёточного и магнитного вкладов в термическое расширение кристаллической решётки ферромагнетиков П-Сг2-У14 и нахождение связи между ними. Также целью работы являлось проведение компьютерного моделирования на основе этих моделей.