Новая многокомпонентная полупроводниковая система InSb-CdTe. Ее поверхностные физико-химические свойства

• Автор: Миронова, Елена Валерьевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 158 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Физикохимические свойства 1п8Ь и С1Те.

1.1.1.Методы получения 1пБЬ и Сс1Те

1.1.2. Кристаллохимические свойства 1п8Ь и Сс1Те.

1 Оптические свойства 1п8Ь и Сс1Те.

1.1.4. Электрические свойства

1.1.5. Влияние нагревания на физические свойства 1п8Ь и СсГГе

1.2. Поверхностные свойства алмазоподобных полупроводников.

1.2.1. Фундаментальные свойства поверхности полупроводников

1.2.2. Физикохимическое состояние поверхности.
1.2.3. Адсорбционные и каталитические свойства.
1.3. Влияние уоблучения на поверхностные свойства полупроводников
1.3.1. Образование радиационных дефектов под воздействием уоблучения
1.3.2. Стабильность радиационных дефектов в соединениях А3В5.
1.3.3. Возникновение ориентационных эффектов при уоблучении соединений типа А3В5.
1.3.4. Влияние уоблучения на свойства СсТе.
1.4. Общая характеристика твердых растворов на основе соединений А В5 и А2В6.
1.5. Характеристика системы 1п8ЬСс1Те.
1.5.1. Область существания твердых растворов 1п8ЬСс1Те
1.5.2. Методы получения твердых растворов 1п8Ь.х Сс1Тсх
1.6. Физикохимические свойства системы 1п8Ь Сс1Те
1.6.1. Кристаллохимические свойства твердых растворов
системы 1п8ЬСс1Те.
1.6.2. Электрические свойства системы 1п8ЬС1Те.
1.6.3. Магнитные свойства твердых растворов 1п8ЬСйТе
1.6.4. Оптические свойства твердых растворов 1п8ЬС1Те
1.7. Получение тонких пленок полупроводников типа А3В5,
А2В6 и их твердых растворов
1.8. Полупроводниковые сенсоры датчики для газового анализа.
1.9. Каталитическое обезвреживание отходящих газов от
оксида азота IV и оксида углерода И
Глава 2. Экспериментальная часть.
2.1. Исследуемые объекты и способы их получения
2.1.1. Получение твердых растворов в виде порошков.
2.1.2. Получение тонких пленок.
2.2. Рентгенографическое исследование полученных
образцов и установление их структуры.
2.3. Термогравиметрический анализ
2.4. Определение ширины запрещенной зоны.
2.5. Гаммаоблучение образцов
2.6. Исследование кислотноосновных свойств
2.6.1. Определение изоэлектрического состояния.
2.6.2. Исследование кислотноосновных свойств методом механохимии.
2.6.3. Кондуктометрическое неводное титрование.
2.7. Исследование адсорбционных свойств.
2.8. Исследование каталитической активности .
2.8.1. Проточный метод.
2.8.2. Проточноциркуляционный метод.
2.9. Получение газов.
Глава 3. Результаты эксперимента
3.1. Идентификация твердых растворов
3.1.1. Идентификация твердых растворов рентгенографическим методом.
3.1.2. Определение ширины запрещенной зоны.
3.1.3. Термографический анализ.
3.1.4. Удельная электропроводность компонентов системы 1п8ЬСс1Те
3.2. ИКспектроскопическое исследование поверхности компонентов системы 1п8ЬСйТе.
3.3. Кислотноосновные свойства.
3.3.1. Водородный показатель изоэлектрического состояния поверхности.
3.3.2. Механохимические исследования
3.3.3. Кондуктометрическое титрование.
3.4. Адсорбционные свойства компонентов 1п8ЬСс1Те
3.4.1. Адсорбция я Сс1Те и твердых растворов на его основе
3.4.2. Адсорбция , 3 и их смеси на теллуриде кадмия.
3.4.3. Адсорбция СО, и смеси СО и О2 на теллуриде кадмия
3.5. Каталитические свойства компонентов системы 1п8ЬСс1Те
3.5.1. Каталитические свойства Сс1Те и 1п8Ьо.о5Сс1Тео,
в реакции окисления СО.
3.5.2. Каталитические свойства компонентов системы по отношению к реакции селективного восстановления оксида азота IV аммиаком.
Глава 4. Обсуждение результатов.
4.1.Химическос состояние и кислотноосновные свойства поверхности компонентов системы 1н8ЬС1Тс
4.2. Адсорбционные свойства компонентов системы 1п8ЬСсТе по отношению к .
4.3. Исследования каталитических свойств
4.3.1. Реакция селективного восстановления оксида азота IV аммиаком
4.3.2. Каталитическое окисление оксида углерода II.
4.4. Основные закономерности изменения кислотноосновных,
адсорбционных и каталитических свойств от состава системы
Выводы.
Список литературы


В работах , показано, что общая радиальная неоднородность монокристаллов п 1п8Ь лежит в интервале от до . Кристаллы с неоднородностью в получаются данным методом в единичных случаях. В разработана специальная методика для получения монокристаллов 1п8Ь методом Чохральского при воздействии постоянных магнитных полей. Ь с величиной микронеоднородности по удельному сопротивлению могут быть получены в вертикальных магнитных полях. Диаграмма состояния системы 1п 8Ь изучена различными методами . Диаграмма состояния 1п8Ь носит эвтектический характер. В системе 1п 8Ь существует одна промежуточная фаза антимонид индия, плавящаяся конгруэнтно при температуре 0, К и имеющая узкую область гомогенности . Антимонид индия термически устойчив при температуре плавления и полностью диссоциирует только при значительных перегревах расплава . Степень диссоциации соединения при температуре плавления составляет всего 0, , при температуре выше 7 К имеет место полная диссоциация соединения в расплаве . Состав эвтектики 1п 1п8Ь соответствует содержанию 0,7 ат. Ь, а состав эвтектики 8Ь 1п8Ь соответствует ат. Ь . Согласно , , антимонид индия может существовать в четырех полиморфных модификациях а, 3, у и 5. Модификация а1п8Ь существует при нормальном давлении и относится к структурному типу сфалерита , , а остальные модификации существуют только при высоких температурах и давлениях. Переход в металлическое состояние при гидростатическом давлении сопровождается изменением объема и параметров решетки кристалла. Сильное локальное искажение решетки кристалла, считают в , можно получить и при образовании системы твердых растворов на основе полупроводниковых соединений с различными атомными и ионными радиусами взаимодействующих элементов. На основании этого авторы высказывают предположение о возможности образования металлического состояния в кристаллах 1пБЬ при их сложном легировании. СсГГе бинарное соединение с двумя летучими компонентами. Давление паров кадмия Рс0 или теллура Ргс является параметром состояния, определяющим при данной температуре кристалла Сс1Те его состав, обогащенный кадмием или теллуром, по сравнению с составом конгруэнтной сублимации . Теллурид кадмия при нормальных давлениях может находиться в двух полиморфных модификациях вюрцитной и сфалеритной. Но в то время как сфалеритная модификация является стабильной, вюрцитная получена только в неравновесных условиях при осаждении на охлаждаемую подложку или на подложку из другого вюрцитного материала А2В6 , . Были получены лишь тонкие пленки Сс1Те со структурой вюрцита и выполнен термодинамический анализ , обосновывающий невозможность получения вюрцитной модификации в равновесных условиях. В работе показано, что в системе С1 Те при высокой температуре выше К существуют полиморфные модификации теллурида кадмия, отличные по структуре от сфалерита. При комнатной температуре под воздействием давления у теллурида кадмия наблюдаются фазовые переходы из структуры сфалерита в кубическую структуру типа ЫаС1. Эти переходы сопровождаются резким уменьшением электросопротивления на несколько порядков . СсТе от 2,9 до 3,9 ГПа . Термодинамические характеристики и типы кристаллической решетки пБЬ и СсТе представлены в табл. Таблица 1. Сосди нение Температура плавления, Тпл. БЬ 7. БЬ является узкозонным полупроводником Ее 0, эВ при 0 К. Из оптических свойств антимонида индия следует отметить его аномальное поведение при поглощении света. Поглощение в чистых образцах приходится на значительно более длинноволновую область, чем в загрязненных. С повышением температуры край основного поглощения смещается в длинноволновую область, что связано с уменьшением ширины запрещенной зоны антимонида индия. Аномальное поведение 1пБЬ в объясняется очень малой эффективной массой элекгронов. Благодаря малой эффективной массе электронов в антимониде индия с увеличением концентрации примесей быстро наступает вырождение электронного газа. При этом уровень химического потенциала поднимается выше дна зоны проводимости и, все энергетические уровни в свободной зоне ниже уровня Ферми оказываются занятыми.