Температурная зависимость теплоемкости твердых растворов системы арсенид галлия - фосфид индия - арсенид индия в области 5 - 300 К.

• Автор: Новиков, Владимир Васильевич
• Шифр специальности: 01.04.10
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 204 c. : ил

Глава I. Теплоемкость и термодинамические функции смешения твердых растворов арсенидов галлия и индия и фосфида индия (литературный обзор)
§ I. Теплоемкость я вибрационные термодинамические функции арсенида галлия, фосфида индия и

а рс єни да индия

§ 2. Низкотемпературная теплоемкость взаимных

твердых растворов ваА$ , ЗпР и ЗпАз

§ 3. Краткий обзор теорий температурной зависи

мости теплоемкости твердых тел

§ 4. Термодинамика раствороЕ и фазовые диаграммы

сплавов соединений ОаАз, ЗпР я ЗпАв

Глава 2. Объекты и методы исследования

§ I. Выбор и приготовление образцов для последования

§ 2. Краткий обзор свойств избранных объектовтвердых растворов граничных систем (ЗпР)* (ЗпМ-Хі
(с&А<>)х (ЗпА$_х, (ваАь)*. (ЭпР)<_х ,
§ 3. Аппаратура и методика исследования теплоемкости при температурах 5-300 К
§ 4. Установка для дифференциального термического анализа

Глава 3. Теплоемкость и термодинамические функции
квазибинарных и тройных твердых растворов системы Б области 5-ЗОСЖ
§ I. Температурная зависимость изобарной теплоемкости твердых растворов соединений А~
§ 2. Характеристические термодинамические функции твердых растворов системы
Глава 4. Диаграммы плавкости тройной системы твердых растворов ВаАь-ЗпР-ЗпАь и ее
граничных квазибинарных сечений
§ I. Температуры плавления исследуемых сплавов
по дадным термического анализа
§ 2. Диаграммы плавкости тройной системы
За А s -ЗпР-ЗпАз и ее граничных квазибинарных сечений, построенные по эксперимен- . . тальным данным ДХ4
Глава 5. Обсуждение экспериментальных результатов
§ I. Характеристические температуры квазибинарных твердых растворов системы (ЗаАзгМРМз И9 § 2. Анализ зависимостей ср(Т) и 0(7) компонентов и сплавов системы ОаА^гЗаР.-ЗпА^
§ 3. Термодинамический анализ диаграммы плавкости
си с теш ВлАз.-ЗпР:ЗпА$
Заключение и выводы
Приложение I
Приложение
Приложение
Литература

Термодинамические исследования твердых растворов представляют собой один из важнейших разделов физики конденсированного состояния, веществ. Полученные в результате таких исследований данные расширяют и дополняют представления о природе растворов, о характере взаимодействия их компонентов и, вместе с тем, представляют значительный практический интерес.
В последнее время интенсивно изучаются твердые растворы
- . Ш т, V
соединении А В' вследствие все более широкого их применения в различных областях полупроводникового приборостроения, в особенности, связанных с получением гетероструктур. Возможность, варьируя состав растворов, непрерывно изменять в широких пределах ширину запрещенной зоны л Е (от 0,18 эв у 7/?55 до 2,42 эв У МР ), постоянную решетки и (от 5,42/Г у'ЖР до 6,479Д у 7п5£ ), подвижность электронов /'*/ (от 0,02 м2/в*сек у до 8 м2/в*сек У ]п$!з ) пи 2] , устойчивость этих соедине-

ний при повышенных температурах I 3] значительно расширяют возможности их применения. Этим,по-видимому, и обусловлен преимущественно прикладной характер значительного числа опубликован41 V
ных в последенее время.работ по термодинамике соединений А" В~ и их твердых растворов. Большинство этих работ посвящено проблеме фазовых диаграмм.. Значительно менее изучены температурные изменения свойств твердых растворов. Несмотря на очевидную важность таких исследований,, в отечественной и зарубежной печати практически отсутствуют работы, посвященные изучению темперао , Ш V
турнои зависимости теплоемкости сплавов А В , в том числе при низких температурах.
Экспериментальные данные о теплоемкости твердых растворов в интервале температур от жидкого гелия до комнатных позволяют

и индия было проведено Абрахамсом с сотрудниками 180]
График зависимости коэффициента фононной теплопроводности твердых растворов (во.Аь)<х. (ЗпАь)^х от состава при 300 К приведен на рисунке 18 [80] . Как видно из рисунка, к<р быстро уменьшается с составом, достигая минимального значения при х.ь 0,5 . По мнению авторов такое поведение к$>(я) обусловлено рассеянием фононов, возрастающим с увеличением искажений решетки при образовании раствора и, возможно, из-за разницы масс индия и галлия. Обращает на себя внимание значительное уменьшение теплопроводности даже при малых добавках того или иного компонента.
Эти результаты находятся в качественном соответствии с данными более поздних работ [81] и [82] , в которых авторы рассчитали зависимость характеристической температуры оптических колебаний решетки {х) (пунктирная линия на рисунке 18 ) по температурным измерениях подвижности электронов в сплавах арсенидов галлия и индия.
Как известно [24] , [83] при высоких температурах подвижность носителей тока определяется, главным образом, их рассеянием на фононах. При этих условиях коэффициент электропроводности 6 определяется из уравнения
<Ь-А ехр (- (2.2.4)
где А - константа, и - ширина запрещенной зоны.
С помощью формулы (2.2.4) обычно определяется д£|. из экспериментальных данных по электропроводности. При низких температурах преобладает рассеяние на ионизированных примесях, и из