Влияние высокого давления на кинетические эффекты в халькогенидах ртути и кадмия

• Автор: Щенников, Владимир Викторович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Свердловск
• Количество страниц: 177 c. : ил

ГЛАВА I. Кинетические эффекты в полупроводниках под давлением (обзор)

1.1. Кинетические эффекты

1.2. Влияние давления на зонную структуру и кинетические эффекты в полупроводниках

1.3. Кристаллическая структура и физические свойства халькогенидов ртути и кристаллов И^<-тсСА^е

1.4. Полиморфизм халькогенидов ртути и кадмия при высоком давлении

1.5. Краткие выводы

ГЛАВА 2. Методика эксперимента

2.1. Аппаратура высокого давления

. 2.1.1. Камеры гидростатического давления

2.1.2. Получение высоких квазигидроетатических давлений

до 40 ГОа
2.2. Измерение кинетических эффектов в полупроводниках
под давлением
2.2.1. Измерение сопротивления и термоэдс
2.2.2. Установки для измерения гальваномагнитных эффектов при температурах 4,2...300 К под давлением
2.3. Приготовление и аттестация образцов
2.4. Погрешности измеряемых величин
2.5. Краткие выводы
ГЛАВА 3. Влияние высокого гидростатического давления на кинетические эффекты в кристаллах //^5е
3.1. Изменение удельного сопротивления, коэффициента Холла, термоэдс и магнитосопротивления селенида ртути под давлением в области устойчивости кубичес-

кой фазы
3.2. Удельное сопротивление, эффект Холла, термоэдс и магнитосопротивление кристаллов Н^-хС-Лх $е в условиях всестороннего сжатия до 2 ГЛа
3.3. Кинетические эффекты в кристаллах е
при температуре 4,2 К
3.4. Краткие выводы
ГЛАВА 4. Переход бесщелевой полупроводник- полупроводник с широкой
запрещенной зоной в халькогенидах ртути и твердых растворах Н^-хСо1х $е
4.1. Структурный фазовый переход в кристаллах Нд$е%
НдТе ж под давлением
4.2. Влияние давления на кинетические эффекты в полупроводниковых фазах, имеющих структуру киновари
4.3. Фазы высокого давления халькогенидов ртути - аналоги полупроводников УТ группы периодической системы
4.4. Краткие выводы
ГЛАВА 5. Переход полупроводник-металл в халькогенидах ртути и твердых растворах при сверхвысоком
давлении
5.1. Влияние сверхвысокого давления на кинетические эффекты в Ид9>е. , ^ и Ид<-х
{*4 0,5)
5.2. Кинетические эффекты в металлических фазах халькогенидов ртути при высоком давлении
5.3. Кинетические эффекты в фазе высокого давления селени-да кадмия
5.4. Краткие выводы
ЗАКЛЮЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ
ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА

Изучение узкощелевых полупроводников является важным направлением физики твердого тела, поскольку в этих материалах основные закономерности поведения электронов проводимости в конденсированных средах выражены наиболее рельефно. Из-за малости энергетической щели относительное ее изменение при внапних воздействиях (например, под давлением) и связанные с этим особенности физических свойств гораздо ощутимее, чем в материалах с широкой энергетической щелью, что имеет большое научное и практическом значение. Наибольший интерес представляет изучение халькогенидов ртути //с^Те ,^5е , и их твердых растворов с халькогенидами кадмия, которые относятся к бесщелевым полупроводникам и полупроводникам с регулируемой энергетической щелью [1] . Б последние годы эти материалы широко применяются в качестве высокочувствительных приемников инфракрасного излучения, оптических фильтров и т.д. [2].
При относительно небольших давлениях 0,8-1,5 ГПа (I ГПа
Ю9 Па - 10 кбар) халькогениды ртути переходят в гексагональную структурную модификацию и приобретают совершенно иные свойства [3]. До последнего времени исследованию фаз высокого давления было посвящено немного работ. Наиболее изучена гексагональная модификация сульфида ртути - киноварь, стабильная при нормальных условиях. Она является оптически активным веществом, широко применяемым в технике. Гексагональные фазы других халькогенидов ртути - Я^Те И Нр£г - также могут быть зафиксированы при атмосферном давлении в области температур Т £ 160 К. Особую ценность представляет то обстоятельство, что в одних и тех же веществах (халькогенидах ртути) могут быть созданы фазы с сильно отличающимися характеристиками. Это дает возможность управлять их свойст-

Глава 2 МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Аппаратура высокого давления
Для исследования явлений переноса в материалах при всестороннем сжатии в настоящее время применяются камеры высокого давления разных видов. В камерах типа ’’поршень-цилиндр" удается получать высокие гидростатические давления до 3 ГПа. При больших давлениях многие жидкости затвердевают, в то время как материал, из которого сделана камера, напротив, начинает "течь” - происходит сильная пластическая деформация канала камеры (см,,напр., монографии Бредли [б?] и Пью £ 58^ ). Диапазон давлений может быть расширен до 10 ГПа, если капсулу с жидкостью, в которой находится образец, подвергать всестороннему сжатию твердыми пуансонами. Такой метод создания давлений использовался в работе Хвостанцева, Верещагина и Ульяницкой [б9|.
Для получения высоких давлений до 100 ГПа применяется также аппаратура типа наковален, описанная в обзорных работах Кузьмина и Опаленко [бо], Джаярамана £б1^ и Брэдли £б?£. В качестве передающей среды в ней обычно используется твердые материалы, обладающие под давлением малыми модулями сдвига, благодаря чему образец испытывает всестороннее сжатие (квазигидростатическое давление). Чем выше среднее давление в твердой среде, тем ближе условия к гидростатическим. При бесконтактных измерениях применяются также жидкие среды [б1^.
Легко заметить, что описанные два типа устройств высокого давления взаимно дополняют друг друга. В настоящей работе применялась комбинированная методика создания высоких давлений - использовались жидкостные автономные камера типа ’’поршень-цилиндр"