Получение и свойства стеклообразных полупроводниковых материалов в системах Ge-S-Br и Ge-Se-Br

• Автор: Крылов, Николай Иванович
• Шифр специальности: 05.27.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 124 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ ЛИТЕРАТУРНЫХ ДАННЫХ О СИНТЕЗЕ,

СТЕКЛООБРАЗОВАНИИ И ТЕПЛОВОМ РАСШИРЕНИИ ХАЛЬКОГЕНИДНЫХ И ГАЛОГЕНХАЛЬКОГЕНИДНЫХ СТЕКОЛ

1Л. Синтез и свойства халькогенидных и

галогенхалькогенидных стекол 1Л Л. Синтез и свойства халькогенидных стекол

1Л .2. Синтез и свойства галогенхалькогенидных стекол

1.2. Тепловое расширение халькогенидных и

галогенхалькогенидных стекол

1.2.1. Тепловое расширение халькогенидных стекол

1.2.2. Тепловое расширение галогенхалькогенидных стекол

1.3. Взаимодействие между компонентами в халькогенидных системах
1.4. Флуктуациоиный свободный объем и структура
халькогенидных и галогенхалькогенидных стекол
1.5. Постановка задачи
ГЛАВА 2. МЕТОДЫ ПОЛУЧЕНИЯ И ИССЛЕДОВАНИЯ
БРОМХАЛЬКОГЕНИДНЫХ СТЕКОЛ И РАСПЛАВОВ
2.1. Метод синтеза галогенхалькогенидных стекол заданного
состава
2.2. Метод получения халькогенидных стекол высокой чистоты
2.3. Метод измерения коэффициента объемного термического расширения стекол и расплавов
2.4. Установка для измерения магнитной восприимчивости
2.5. Определение оптических характеристик стекол ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СТЕКЛООБРАЗОВАНИЯ,
СТРОЕНИЯ И СВОЙСТВ СТЕКОЛ И РАСПЛАВОВ БРОМХАЛЬКОГЕНИДНЫХ СИСТЕМ
3.1. Исследование стеклобразования в системах веБВг и
СеБеВг
3.2. Идентификация структурных единиц стеклообразных и жидких сплавов систем веБВг и СеБеВг
3.3. Физикохимические свойства стекол систем веБВг и ОеБеВг
ГЛАВА 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕПЛОВОГО РАСШИРЕНИЯ СТЕКОЛ И РАСПЛАВОВ БРОМХАЛЬКОГЕНИДНЫХ СИСТЕМ
4.1. Тепловое расширение стекол и расплавов системы веБВг
4.2. Тепловое расширение стекол и расплавов системы СеБеВг
4.3. Параметры флуктуационного свободного объема стекол систем ОеБ2хСеВг,х и СеБе2хСеВг4х
ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МЕЖДУ КОМПОНЕНТАМИ В БРОМХАЛЬКОГЕНИДНЫХ СИСТЕМАХ
5.1. Взаимодействие между компонентами в системах СеБ2хСеВг4х и СеБе2хСеВг4
5.2. Взаимодействие между компонентами в частных системах ОеБ2.хЗеБВг2х и СеБе2ихОеБеВг2х
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Они, например, не позволяют получать стекла особой чистоты, оптические свойства которых так чувствительны к примесям. Считается, что первые сведения о синтезе, свойствах и применении халькогенидных стекол появились в году, когда Фрсрихс опубликовал статью, в которой сообщил о получении оптически прозрачного в инфракрасной области спектра стеклообразного трисульфида мышьяка [7,8]. Стеклообразный Аб^Эз имеет высокий коэффициент термического расширения, большой показатель преломления, перегоняется без разложения при 0 С и образует стекла при сплавлении с другими сульфидами. В дальнейшем сплавлением элементарных веществ с последующей перегонкой продуктов в атмосфере инертного газа был получен стеклообразный Ав^ез и некоторые стекла на основе АэгЗз, АэзБез и АвгТе-*. Сообщалось также, что полученные стекла лучше, чем»оксидные пропускают- излучение в ИК области спектра и смогут найти применение в качестве деталей оптических систем [9,]. В году Горюнова и Коломиец опубликовали работу, в которой сообщили, что при исследовании электрических свойств сплавов системы Т1-ЭЬ-Бе они обнаружили новое химическое соединение с полупроводниковыми свойствами Т^ЬБез. Дальнейшие исследования выявили еще ряд таких же аморфных полупроводников, которые оказались типичными стеклами, но не на основе оксидов, а на основе сульфидов, селенидов и теллуридов []. В отличие от оксидных стекол их называют халькогенидными стеклами, в отличие от кристаллических полупроводников - халькогенидными стеклообразными полупроводниками [,]. Результаты исследований свойств первого из открытых стеклообразных полупроводников 'ПАэЗег показали, что малые концентрации примесей, существенным образом меняющие свойства большинства кристаллических полупроводников, практически не влияют на электропроводность стеклообразных [,]. Эта особенность свойств новых материалов вызвала интерес к халькогенидным стеклам и стимулировала исследования их электрических и магнитных свойств []. Интерес к халькогенидным стеклам усиливался еще и особенностью их состава - широкой областью пропускания излучения в ИК диапазоне спектра []. Оказалось также, что халькогенидные стекла имеют высокий коэффициент термического расширения, низкую температуру размягчения, малое значение микротвердости [,]. Первые стеклообразные полупроводники получали сплавлением элементарных веществ в вакуумированных кварцевых ампулах в течение 3 часов при температуре 0-0 °С. Расплавы гомогенизировали, выдерживая в течение одного часа при температуре 0 °С, и отжигали, путем медленного снижения температуры [,]. В результате разработки вакуумного способа синтеза появилась возможность вводить в состав стекла элементарные вещества в любых соотношениях и получать стекла нестсхиометрических составов. Первые сведения о синтезе, свойствах и применении галогенхалькогенидных стекол появились в году []. Для получения стекол системы Аб-Э-! С []. Однако наибольшее распространение нашел способ получения йодсодержащих халькогенидных стекол в вакуумированных ампулах, режимы синтеза которого описаны в работах [5,6,,,-]. Для получения йодхалькогеиидных стекол, обогащенных Аэ, компоненты шихты обычно нагревают до температуры 0-0 °С. При этой температуре расплавы выдерживают от 2 до 6 часов []. Для получения йодхалькогеиидных стекол, обогащенных ве и Те температуру синтеза обычно повышают до 0-0 °С. При большом содержании йода понижают до 0 °С. При максимальной температуре расплавы выдерживают от 2 до 8 часов. Температурно-временные режимы синтеза этих стекол зависят от массы и состава компонентов шихты [,]. Описанные выше условия синтеза стекол, содержащих йод, не исключают улетучивание йода при взятии навесок шихты, введении в реакционную камеру, вакуумировании и, тем самым, не обеспечивают получение стекол заданного состава. В г растворением АбзЭз в АбВгз при нагревании были получены бромсодержащие халькогенидные стекла []. Авторы работы [] для получения бромхалькогенидных стекол использовали вакуумный метод синтеза. Чтобы уменьшить улетучивание компонентов шихты при вакуумировании ампулу с раствором АбзЗз в АбВг3 замораживали в жидком азоте.