Фазовые превращения аморфных полупроводников Zn-Sb и Al-Ge при высоких давлениях

• Автор: Харкунов, Александр Иванович
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 110 с.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ТВЕРДОФАЗНЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ И ДРУГИЕ НЕТРАДИЦИОННЫЕ СПОСОБЫ ПОЛУЧЕНИЯ АМОРФНОГО СОСТОЯНИЯ
1.1. Механическая обработка
1.2. Облучение, ионная имплантация и перемешивание
1.3. Переход кристалл - аморфное вещество при диффузии
1.4. Спонтанная аморфизация сплавов на основе титана
1.5. Закалка под давлением из жидкой фазы и при воздействии волн
1.6. Сравнение физических свойств аморфных веществ, полученных
различными методами
1.7. Аморфизация, вызванная воздействием высокого давления
1.7.1. Аморфизация льда
1.7.2. Фазовые превращения под давлением в аморфных полупроводниках
ГЛАВА 2. МЕТОДИКА ЭКСПЕРИМЕНТА
2.1. Аппаратура высокого давления
2.1.1. Гидростатическая камера
2.1.2. Измерение давления, температуры и электросопротивления в
гидростатических камерах
2.1.3. Квазигидростатическая камера
2.1.4. Измерение температуры, давления и электросопротивления в
квазигидростатических камерах
2.2. Приготовление образцов
2.2.1. Приготовление исходных сплавов
2.2.2. Аморфизация образцов
2.3. Рентгеноструктурный анализ
2.4. Нейтронографические исследования
ГЛАВА 3. ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ АМОРФНОГО СПЛАВА
гхтиБЪзд ПРИ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЯХ
3.1. Превращения с участием кристаллических фаз
3.2. Переход I рода между аморфными фазами
3.2.1. Синхротронные исследования перехода между
двумя аморфными состояниями йгцБЬзі
3.2.2. Термодинамическая модель для описания фазовых
равновесий в аморфном состоянии
ГЛАВА 4. ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ АМОРФНОГО СПЛАВА
А1320е68 ПРИ ВЫСОКИХ ДАВЛЕНИЯХ
4.1. Фазовая Т-Р диаграмма аморфного сплава А132Себ8
4.2. Нейтронно-дифрактометрическое и синхротронное исследование
фаз высокого давления в системе А1-Ое
4.3. Изучение структуры аморфного полупроводника А132Оеб8 методом
нейтронной дифракции
4.4. Транспортные свойства аморфного полупроводника А132Се68
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Известно много способов получения аморфных веществ. Один из них - спонтанная аморфизация закаленных фаз высокого давления в процессе их отогрева при атмосферном давлении. Аморфные вещества, полученные таким способом, являются фазами, то есть состояниями, отвечающими минимуму термодинамического потенциала. Фазы метастабильны, поэтому минимум не самый глубокий из возможных. Так же, как метастабильная фаза высокого давления переходит в аморфную фазу, так и аморфная фаза может переходить обратно в фазу высокого давления, то есть переход является обратимым. В связи с этим такие вещества вызывают больший интерес в исследовании фазовых превращений.
В течение длительного времени предпринимались попытки обнаружить переходы между двумя аморфными состояниями. Переходы между диэлектрическими аморфными фазами удалось впервые наблюдать у воды для аморфных модификаций льда высокой и низкой плотности [1].
Переход между двумя аморфными полупроводниковыми фазами ат->ат2 был впервые обнаружен в системе Zn4SЪ59. В работе [2] были исследованы зависимости электросопротивления и объема от давления при комнатной температуре. По скачку этих величин и наличию гистерезиса было сделано заключение о том, что происходит фазовый переход 1 рода.
В диссертационной работе изучался исходно аморфный сплав 2п418Ь59. Методом рентгеновской дифракции под давлением доказано, что фазы ат и ат2 действительно являются аморфными. Впервые построена температурная зависимость давления превращения ат1<->ат2 в области термической устойчивости этих фаз и в приближении регулярных растворов построен термодинамический потенциал для аморфного состояния данной системы. Кроме того, исследованы фазовые переходы из аморфного в кристаллическое состояние и превращения между равновесными кристаллическими фазами высокого и низкого давления и по полученным экспериментальным данным

Здесь -сопротивление манганиновой катушки (Р = 1 атм), Л,(0), Р(Р)-сопротивлецие манганина вместе с измерительными проводами при атмосферном давлении и давлении Р соответственно. Абсолютная точность измерения давления составила ± 0.02 ГПа.
Температура в камере высокого давления измерялась термопарой хромел ь-алюмель, расположенной в непосредственной близости от образца. Точность измерения температуры была не ниже ±1.5°С. Нагревательным элементом служила тороидальная катушка, расположенная в рабочей камере. Образец вставлялся во внутеннюю полость, заполненную силиконом, с размерами 6 = 7 мм, 1 = 20 мм. Напряжение на печку подводилось с регулировочного трансформатора, на первичную обмотку которого подавалось стабилизированное переменное напряжение около 40 В. Сопротивление нагревательного элемента составляло приблизительно 8 Ом. В процессе изменения давления менялась теплопроводность среды, что не давало возможности априорно знать необходимое напряжение на печке для выхода на нужную температуру. Для связи с внешней силовой установкой печка подпаивалсь к конускам.
Измерения электросопротивления проводились на образцах прямоугольного сечения 1.0x1.5мм и длиной 7 мм двухконцевым методом. Для этого на концы образца припаивались медные провода. Так как температура кристаллизации аморфного 2п5Ь при атмосферном давлении составляет около 170°С, то для того, чтобы сохранить образец в аморфном состоянии, применялась ультразвуковая пайка индием с температурой плавления 157°С. Припаянный образец на кронштейне помещался в незамкнутую тефлоновую ампулу, которая вводилась внутрь печи. Электросопротивление регистрировалось цифровым омметром Щ306-2.
2.1.3. Квазигидростатическая камера
Камеры представляют собой пуансоны из твердого сплава ВК-6, запрессованные в стальные кольца. Система этих колец (обычно 3 кольца,