Фазовые превращения в бинарных и тройных полупроводниковых соединениях при высоких давлениях

• Автор: Сайпулаева, Луиза Абдурахмановна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Махачкала
• Количество страниц: 127 с. : ил

Введение,
Содержание

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Исследование полиморфных превращений в твердых телах

1.2. Фазовые превращения и электросопротивление в некоторых

полупроводниковых соединениях

1.3. Полупроводниковые резистивные датчики давления -

состояние и перспективы

Глава 2. Аппаратура и методика исследований гальваномагнитных свойств при высоких давлениях

2.1. Методы создания гидростатического давления

2.2. Камеры высокого давления для исследования кинетических
эффектов твердых тел
2.3. Устройство и принцип действия твердофазного аппарата
типа «тороид»
2.4. Конструкции ячеек высокого давления
2.5. Методы обработки экспериментальных данных
Глава 3. Экспериментальное исследование кинетических
эффектов в полупроводниковых соединениях при высоких гидростатических давлениях до 9 ГПа.
3.1. Влияние гидростатического давления на кинетические
эффекты п- СбЗпАэа
3.2. Фазовые переходы и кинетические явления в п-СбАэт при
гидростатическом давлении до 9 ГПа
3.3. Гистерезис электрического сопротивления при фазовых
превращениях под давлением
Глава 4. Поиск перспективных полупроводниковых материалов для оценки давления.
4.1. Поисковые исследования однородных полупроводников и полупроводниковых структур с целью создания преобразователей давления
Заключение
Список литературы
Введение
Одним из важнейших направлений фундаментальных исследований в физике конденсированного состояния является изучение физических свойств материалов при высоких давлениях. Высокое давление как внешний параметр, изменяющий термодинамическое состояние системы, широко используется в многочисленных областях науки и практики. Среди них следует назвать синтез сверхтвердых материалов и камнедрагоценного сырья при высоких термодинамических параметрах, которые уже давно составляют целые отрасли промышленности и науки. В физике высоких давлений достигнуты огромные успехи. В то же время актуальными продолжают оставаться поисковые исследования полупроводниковых материалов - датчиков давления. Необходимы исследования физических свойств материалов, используемых в качестве датчиков давления. В этом плане особо важны исследования их электрических и гальваномагнитных свойств в области электронных и структурных фазовых переходов. Подобные исследования либо отсутствуют либо единичны. Кроме того нет теории, описывающей поведение эффекта Холла в области фазового перехода для многофазных систем. Именно по этой причине в последние годы усилился интерес к изучению фазовых превращений при высоких гидростатических давлениях. Связано это, главным образом, с резким расширением возможностей экспериментальной техники, а также с быстрым развитием методов компьютерного анализа экспериментальных данных. В результате получен обширный материал по влиянию давления на физические свойства твердых тел, в частности, полупроводников.
При высоких давлениях были обнаружены и исследованы фазовые переходы в полупроводниковых соединениях П-УТ, П-У, Ш-У, П-1У-У2 групп. Исследования проводились, в основном, при гидростатическом давлении до 3 ГПа, а выше - как правило, при квазигидростатических давлени-

циента ширины запрещенной зоны [74], происходит вымораживание электронов на этот уровень. Пьезокоэффициент (к) зависит от давления и до 1 ГПа возрастает линейно: при 1ГПа - к«0,4% МПа'1, при 1,5ГПа -к»1,2%МПа”1. У манганинового манометра, как известно, к=2.4-10'3% МПа’ Кроме того, большая величина к- в полупроводниках непосредственно связана с интенсивностью термической генерации носителей заряда, т.е. высокая чувствительность к давлению сопровождается усилением термической нестабильности.
Таким образом, в случае концентрационного эффекта пьезокоэффициент заметно зависит от давления и температуры, что несомненно ограничивает спектр применения резистивных полупроводниковых датчиков давления. Этого недостатка лишены полупроводниковые датчики давления, основанные на подвижностном эффекте в узкозонных вырожденных сильно легированных полупроводниках при отсутствии близко расположенных дополнительных минимумов и примесных уровней [74]. В этом случае в широком диапазоне температур и давлений концентрация носителей заряда остается практически постоянной. Подвижность носителей заряда в подобных полупроводниках при всестороннем сжатии изменяется из-за деформации зоны, а также вследствии изменения диэлектрической константы, скорости звука и других свойств.
В прямозонных узкозонных электронных полупроводниках граничная концентрация перехода Мотта - Андерсона (Ым) зависит от давления, вследствие возрастания эффективной массы электронов и убывания статической диэлектрической постоянной [75]. Вблизи 1 ГПа для мелких доноров в полупроводниках 1п8Ь, Сс^пАБг, 1пАб, СсЮеАБг удовлетворительно выполняется следующая аппроксимация для Им (Р), нормализованная к атмосферному давлению: