< Журнал "Фізика і хімія твердого тіла", Т.3, №4

2002 Том 3 № 4

Анотації

Физико-химические особенности изовалентного легирования полупроводников

Московская Государственная академия тонкой химической технологии
им. М.В. Ломоносова

Статья представляет обзор литературы, посвященный основным аспектам состояния и поведения изовалентных примесей (ИВП) в полупроводниках. Рассмотрены отличия поведения этих примесей в германии, кремнии и полупроводниках Ш – V: знакопеременные отклонения от закона Рауля, существование в жидкой фазе полупроводник – ИВП областей упорядочения, соответствующие тройным химическим соединениям III – V – ИВП; пригодность ИВП, как легирующих примесей, так и растворителя при выращивании эпитаксиальных кристаллов.
Рассмотрены механизмы действия ИВП и эффекты их проявления: трансформация области гомогенности полупроводникового соединения, перераспределение амфотерной примеси по подрешеткам соединения III – V, “очистка” полупроводника изовалентным легированием, изменение степени компенсации полупроводника, снижение плотности дислокации и замедление распада твердого раствора полупроводник-примесь в присутствии ИВП.

Повна версія статті .pdf (302kb)

С. Степановський, З. Стасюк

Енергія зв’язку атомів рідкісноземельних елементів, адсорбованих на грані (100) кристала вольфраму

Львівський національний університет імені Івана Франка, фізичний факультет,
вул. Драгоманова, 50, м. Львів, 79005, Україна

За допомогою методу контактної різниці потенціалів досліджено енергію зв’язку q атомів Gd, Tb, Dy і Ho, адсорбованих на поверхні (100) монокристала вольфраму в субмоношаровій області концентрацій адсорбату. Експеримент проведено в умовах надвисокого вакууму при тиску активних складових залишкових газів нижчому за 5·10^-9 Па. Експериментальні дані пояснено на основі погляду про переважаючу роль обмінної взаємодії у формуванні сумарної енергії зв’язку. Характеристики обмінної взаємодії визначаються особливостями електронної будови адатомів, зокрема ступенем заповнення 4f-рівня адсорбованого рідкісноземельного атома. Висловлюється думка про можливість реалізації проміжної валентності адатомів у досліджених системах.

Ключові слова: еенергія зв’язку, рідкісноземельні елементи, теплота адсорбції, поверхня перехідних металів.

Повна версія статті .pdf (302kb)

М.М. Бобіна, В.С. Майборода, Н.В. Ульяненко, А.Б. Бобін

Структура та властивості поверхневого шару інструменту з сталі Р6М5 після магнітно-абразивної обробки

Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”
пр. Перемоги, 36, Київ, 03056, Україна, E-mail:main@iff-kpi.kiev.ua

Досліджено вплив параметрів магнітно-абразивної обробки на будову та властивості поверхневого шару інструменту з швидкорізальної сталі Р6М5.
Показано, що основними факторами, що впливають на структуру, мікротвердість зміцненого шару, шорсткість поверхні є швидкість та час обробки, величина часток порошку, з якого формується магнітно-абразивний інструмент. Виявлено характер зміни мікротвердості поверхневого шару після магнітно-абразивної обробки та нестабільність зміцнення в часі.

Ключові слова: магнітно-абразивна обробка, сталь Р6М5, структура, мікротвердість, поверхневий шар.

Повна версія статті .pdf (302kb)

З.Д. Ковалюк, В.Б. Боледзюк, М.М. Пирля

Оптичні та електричні властивості моноселеніду індію інтеркальованого йодом

Інститут проблем матеріалознавства НАН України, Чернівецьке відділення
вул. І. Вільде, 5, Чернівці, Україна, 58001
тел: 8 (+03722) 2-00-50, E-mail:chimsp@unicom.cv.ua

Досліджувались оптичні, електрокінетичні, електрохімічні властивості шаруватого монокристалу InSe, інтеркальованого іонами йоду. Методом електронно-зондового рентгенівського мікроаналізу для йодного інтеркалату InSe виявлено, що впровадження йоду в приповерхневі („базові”) шари матриці відбувається більш інтенсивно, ніж у внутрішній об’єм зразка. Встановлено, що інтеркаляція селеніду індію йодом призводить до зсуву енергетичного положення екситонного максимуму у високоенергетичну область (~9 меВ) і збільшення півширини екситонної смуги поглинання (~3 меВ). Підтверджена модель створення просторових ланцюжків інтеркалянта в шаруватих кристалах

Ключові слова: шаруватий кристал, інтеркаляція, йод, екситонний максимум, електропровідність, електродний потенціал.

Повна версія статті .pdf (300kb)

Д.М. Фреїк¹, Л.Р. Павлюк², М.І. Белей³, Г.Д. Матеїк¹, А.М. Яцура

Константи рівноваги і ентальпії утворення дефектів у кристалах телуриду і селеніду свинцю, легованих талієм і індієм

¹Прикарпатський університет імені Василя Стефаника,
Україна, 76000 м. Івано-Франківськ, вул. Шевченка, 56
²Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу,
³Коломийський інститут управління природними ресурсами

Запропоновано моделі дефектної підсистеми у кристалах PbTe i PbSe збагачених свинцем і легованих акцепторною домішкою (Tl), а також PbTe збагачених телуром і легованих донорною домішкою (In). Визначено константи рівноваги і ентальпії утворення дефектів. Отримано вирази, що визначають залежність концентрації носіїв струму і дефектів від надлишку, як власних компонентів (Pb, Te), так і легуючих елементів (Tl, In).
Ключові слова: телурид свинцю, селенід свинцю, дефекти, константи рівноваги, ентальпії.

Повна версія статті .pdf (428kb)

В.В. Божко, М.І. Роспопа

Особливості краю оптичного поглинання стекол систем ASe-ХSe₂-Ga₂Se₃ (A-Zn,Cd,Hg X-Ge,Sn)

Волинський державний університет ім. Лесі Українки,
пр. Волі, 13, м. Луцьк,, 43025 (тел. 4-92-21, 4-91-57), E-mail:post@univer.lutsk.ua

Досліджено край поглинання халькогенідних стекол систем ASe-ХSe₂-Ga₂Se₃ (A-Zn,Cd,Hg X-Ge,Sn) в інтервалі температур Т = 77-400 К в спектральній області 1-2,5 еВ. Для інтерпретації експериментальних залежностей використано модифіковане правило Урбаха. Розраховано оптичну ширину забороненої зони, параметр статичної невпорядкованості, температурний коефіцієнт ширини забороненої зони b і ефективну енергію фононів. Проведена кореляція між результатами експерименту і компонентним складом стекол.

Ключові слова: скло, невпорядкованість, правило Урбаха, енергія, заборонена зона, фонон.

Повна версія статті .pdf (538kb)

О.В.Копаєв, Б.К. Остафійчук, М.О.Бакума, І.М.Гасюк

Структурні дослідження нікель-цинкових феритів, отриманих методом дошихтування

Прикарпатський університет імені Василя Стефаника,
вул. Шевченка, 57, Івано-Франківськ, Україна

Рентгеноструктурним і месбауерівським методами досліджена кристалічна і магнітна структура нікель-цинкових феритів, отриманих за керамічною технологією, удосконаленою шляхом використання допірування основним компонентом – оксидом цинку. Вперше показано, що метод дошихтуванням дозволяє підвищити однорідність структури і тим самим покращити магнітні параметри феритів. Розроблена модель магнітної структури феритів дозволяє по величині ефективного магнітного поля визначити концентрацію немагнітних атомів. Отримані значення хімічних зсувів вказують на зростання концентрації катіонних вакансій в октаедричній підрешітці при дефіциті іонів цинку у складі фериту.
Ключові слова: нікель-цинковий ферит, рентгеноструктурний аналіз, мессбауерівська спектроскопія, шпінель, дошихтування, керамічна технологія.

Повна версія статті .pdf (276kb)

В.О. Дрозд, І.Л. Багінский, С.А. Неділько, В.С. Мельніков*

Особливості структури і кисневої нестехіометрії твердих розчинів Sm_1+xBa_2-xCu₃O_y

Київський університет імені Тараса Шевченка
Володимирська 64, Київ 01032, (044) 221-02-06, E-mail:nedilko@nsa.chem.univ.kiev.ua
*Інститут геохімії мінералогії та рудоутворення НАН України
Паладіна проспект, 34, Київ-142, (044) 444-05-70

Синтезовано ряд твердих розчинів Ln_1+xBa_2-xCu₃O_y (Ln = Sm, Eu; х = 0-0,7) з використанням цитратного прекурсора. Методами рентгенофазового аналізу і йодометричного титрування досліджено параметри кристалічної гратки Sm_1+xBa_2-xCu₃O_y та вміст кисню як функції складу (х) і температури, відповідно. Для Sm_1+xBa_2-xCu₃O_y встановлено немонотонний характер залежності нестехіометрії кисню від ступеня заміщення х в межах 0<х<0,3. Дослідження залежності параметрів гратки і вмісту кисню від температури показало збільшення індиферентності кисневої підгратки до нагрівання при зростанні х.

Ключові слова: високотемпературна надпровідність, тверді розчини, киснева нестехіометрія, середня валентність міді.

Повна версія статті .pdf (560kb)

Б.А. Татарин, І.Д. Олексеюк

Діаграма стану системи Cu₂Te-Ga₂Te₃

Волинський державний університет імені Лесі Українки;
кафедра загальної та неорганічної хімії,
пр. Волі 13, м.Луцьк, 43025, Україна тел. (03322) 4–10–07, 4–99–72, E-mail:tatarin@lab.univer.lutsk.ua

Методами ДТА, МСА, РСА встановлено фазові рівноваги в системі Cu₂Te-Ga₂Te₃. Підтверджено існування тернарної сполуки CuGaTe₂. Встановлено границі існування твердих розчинів на основі вихідних компонентів і тернарної фази. Визначена структура, параметри гратки і їх зміна в залежності від складу твердих розчинів.

Ключові слова: фазові рівноваги, параметри гратки, квазібінарний переріз, діаграма стану, тверді розчини, диференційний термічний, рентгенофазовий та мікроструктурний аналізи.

Повна версія статті .pdf (287kb)

Н.М. Білявіна², В.Ф. Зінченко¹, Н.П. Єфрюшина¹, Н.А. Чивірьова¹, В.Я. Марків², В.П. Антонович¹, О.В. Мозкова³, О.В. Стамікосто¹

Умови утворення та кристалічна структура сульфофторидів Ln₃S₂F₄ (Ln = Y, Nd, Sm, Gd, Dy, Tm) в продуктах синтезу ПУМ LnSF

¹Фізико-хімічний інститут ім. О.В. Богатського НАН України,
Люстдорфська дорога, 86, м. Одеса, 65080, тел. 0482-61-82-25, E-mail:physchem@paco.net
²Київський національний університет ім. Тараса Шевченка,
вул. Володимирська, 60, м. Київ, 01003, тел. 044-266-23-35, E-mail:belmar@mail.kiev.ua/a>
³Центральне конструкторське бюро "Арсенал"
вул. Московська, 8, м. Київ, 01010, тел. 044-254-59-08, E-mail:borisgor@i.com.ua

В процесі твердофазного синтезу сульфофторидів РЗМ в деяких продуктах методом РФА виявлено утворення додаткових фаз, вміст яких змінюється від слідових домішок (у випадку сполук Y, Nd, Gd) до переважаючої фази (Tm). При синтезі у сольовому розтопі NaCl-KCl вміст таких фаз суттєво зростає. Встановлено належність зазначених фаз за кристалічною структурою до типу Yb₃S₂F₄-змішановалентної сполуки Yb(II, III). Розраховано дифракційний спектр та змодельовано структуру Tm₃S₂F₄. Виявлено кореляцію між здатністю до утворення подібних фаз та схильністю до різновалентних станів у рідкоземельному металу. Хімічний аналіз підтвердив суттєве відхилення складу синтезованих у сольових розтопах продуктів від стехіометрії. Процес вакуумного випаровування, за даними РФА і хімічного аналізу залишків та покриттів, носить інконгруентний характер. Покриття складаються переважно зі фторидів типу LnF₃ та значної частки аморфної фази, що сприяє поліпшенню їх оптичних властивостей.

Ключові слова: умови синтезу, сульфофториди РЗМ, змішановалентні сполуки, структура, покриття.

Повна версія статті .pdf (333kb)

Додаток 1 .pdf (78kb)

В.М. Кланічка, Л.І. Никируй, В.М. Шперун, В.В. Нижникевич*, В.Ф. Пасічняк

Вплив механізмів розсіювання носіїв струму на термоелектричні властивості селеніду свинцю n-типу провідності

Фізико-хімічний інститут при Прикарпатському університеті імені Василя Стефаника,
вул. Шевченка, 57, м. Івано-Франківськ, 76000, Україна, E-mail:fcss@pu.if.ua
*Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу,
вул. Карпатська, 15, м. Івано-Франківськ, 76000, Україна

Досліджено концентраційні залежності коефіцієнтів термо-е.р.с. a, електропровідності s, теплопровідності k, термоелектричної потужності a²s, добротності Z та безрозмірної добротності ZТ кристалів селеніду свинцю n-типу провідності із врахуванням домінуючих механізмів розсіювання носіїв струму: екранованого кулонівського потенціалу вакансій, короткодіючого потенціалу вакансій, деформаційних потенціалах акустичних та оптичних фононів, поляризаційного потенціалу оптичних фононів, а також електрон-електронних зіткнень.

Ключові слова: селенід свинцю, термо-е.р.с., електропровідність, теплопровідність, термоелектрична потужність, добротність, механізми розсіювання.

Повна версія статті .pdf (594kb)

Ш.М. Алекперова, Р.Г. Ахмедзаде, Г.С. Гаджиеєва

Ефект захоплення іонів електронами та виникнення електродифузного потенціалу в n-Ag₂S і p-Cu_1-xAg_xS (x-0; 0,4)

Institute of Physics, National Academy of Sciences of Azerbaijan
H.Javid av.33, 370143, Baku, E-mail:physic@physics.ab.az

Вперше, без температурного градієнта і зовнішнього електричного поля в бінарному та потрійному сульфіді срібла (n-Ag₂S, p-CuAgS, Cu_0,6Ag_0,4S) при підігріві зразків від 300 до 450 К, виявлено утворення електродифузного потенціалу (ЕДП) порядку кількох мілівольт і инверсія його знаку. Встановлено, що ЕДП виникає у вузькому температурному інтервалі існування метастабільної фази у цих кристалах, провідність якої значно більша, ніж провідність a и b фази. Це підтверджується дослідженням залежності R~f(1/T), де у вузькому інтервалі температур спостерігається різкий скачок провідності у 10⁴-10⁵ раз. Отже, замість зовнішніх сил, збуджуючих електрону систему і супроводжуючому цьому ефекту захоплення, збурюючим фактором виступає метастабильна тетрагональна фаза значно більшої провідності.

Повна версія статті .pdf (301kb)

Д.М. Фреїк, В.В. Прокопів, У.М. Писклинець, А.М. Дмитрів

Подвійний термодинамічний n-p-перехід у кристалах телуриду кадмію, легованого хлором

Фізико-хімічний інститут при Прикарпатському університеті імені Василя Стефаника,
вул. Шевченка, 57, Івано-Франківськ, 76000, Україна

Методом моделювання квазіхімічними реакціями дефектоутворення у легованих хлором кристалах телуриду кадмію при їх високотемпературному відпалі в парі компонентів (Cd, Te) описано утворення подвійного термодинамічного n-p-переходу. Одержано аналітичний вираз для визначення парціального тиску пари кадмію P_Cd*, що відповідає термодинамічним n-p-переходам. Наявність двох n-p-переходів пояснено утворенням антиструктурними дефектами Te_Cd. Знайдено константи рівноваги утворення комплексів (Cl_TeV_Cd) і антиструктурних дефектів Te_Cd. Визначені умови формування матеріалу n- і р-типу провідності із заданою концентрацією носіїв струму.

Ключові слова: телурид кадмію, дефекти, квазіхімія, константи рівноваги, хлор.

Повна версія статті .pdf (2679kb)

А.В. Бєсов

Металеві сплави для ортопедичної стоматології

Національний технічний університет України “Київський політехнічний інститут”
пр. Перемоги, 3902056, Київ, Україна, тел. (044) 441-15-46

Розглянуті основні металеві сплави, що застосовуються в ортопедичній стоматології. Проведено аналіз сплавів, що випускаються на Україні і за кордоном. Показана можливість їхнього застосування в зубному протезуванні з використанням методу плазмового напилення.

Ключові слова: металеві сплави, плазмова технологія, ретенційні покриття.

Повна версія статті .pdf (321kb)

В.М. Мороз, А.І. Щурок, Д.І. Олексин, М.В. Мороз

T-x простір Cu-Sn-SnSe-Cu₂SnSe₃-Cu₂Se-Cu системи Cu-Sn-Se

Український державний університет водного господарства та природокористування
вул. Соборна, 11, Рівне, 33000, Україна, E-mail:Solidus@rstu.rv.ua

Розглядається зв’язок структури P-T-x простору складних неорганічних систем з плинністю параметрів напівпровідникових фаз. Описується експериментально побудований T-x простір системи Cu-Sn-Se в частині Cu-Sn-SnSe-Cu₂SnSe₃-Cu₂Se-Cu концентраційного трикутника.

Ключові слова: cистема, діаграма, напівпровідники, параметри, стабільність металів.

Повна версія статті .pdf (272kb)

Л.О. Капелюх¹, П.В. Дацко²

Тонкошарові карбохромові покриття на сталях

¹Івано-Франківський національний технічний університет нафти і газу,
вул. Карпатська, 15, м. Івано-Франківськ
²Прикарпатський університет ім. В. Стефаника,
вул. Шевченка, 57, м. Івано-Франківськ 79000

На основі експериментальних результатів розглядається можливий механізм формування на поверхні сталі шару карбохромового покриття. Зроблена спроба його аналітичного описання.

Ключові слова: дифузія, карбід хрому, покриття.

Повна версія статті .pdf (240kb)

О.Д. Сміян

Атомний механізм взаємодії речовини середовища з металом, що деформується

Інститут електрозварювання ім. Є.О. Патона НАН України
вул. Боженка, 11, м. Київ, 03150, тел/факс (044) 227-236

Виявлено новий фізичний ефект – поатомного руйнування молекул речовини середовища деформування дислокаціями (ПРСД), які виникають в ньому під час деформації металу, з наступним поглинанням ядрами крайових дислокацій вивільнених з молекул середовища атомів, транспортування їх в глибину твердого тіла та утворення з ними специфічних твердих розчинів або сегрегаційних скупчень. Теоретично обгрунтовано атомний механізм процесів, перебіг яких обумовлено явищем ПРСД. Отримано низку експериментальних даних, які підтверджують існування згаданого ефекту при взаємодії різних металів та сплавів з середовищами різного агрегатного стану та хімічного складу при різних швидкостях деформування твердого тіла. Встановлено, що для проявлення ефекту ПРСД необхідно мати на поверхні металу, що деформується, сформовану плівку з впорядкованою структурою молекул середовища, які руйнуються при утворенні в ньому дислокацій невідповідності під час деформації твердого тіла. Ефект спостерігався при пластичній, циклічній та імпульсній обробці твердих тіл.

Ключові слова: середовище, деформування, епітаксія, дислокація, поатомне руйнування, сорбція, розподіл, локальний мас-спектральний аналіз, Оже-спектрометрія.

Повна версія статті .pdf (493kb)

А.Д. Фреїк, М.А. Рувінський

Атомні дефекти і фізико-хімічні процеси у тонких плівках селеніду свинцю при вирощуванні із парової фази

Фізико-хімічний інститут при Прикарпатському університеті імені Василя Стефаника,
вул. Шевченка, 57, м. Івано-Франківськ, 76000, Україна, E-mail:fcss@pu.if.ua

На основі кристалохімічного, квазіхімічного та термодинамічного підходів, а також аналізу фізичних процесів розглянуто механізми впливу атомних дефектів на електричні властивості тонких плівок, вирощених із парової фази.

Ключові слова: селенід свинцю, атомні дефекти, константи рівноваги, електричні властивості.

Повна версія статті .pdf (489kb)

Г.П.Чуйко, О.В.Дворник

Зв’язок поміж кристалічним розщепленням валентних зон та тетрагональною деформацією гратки для сполук A₃^IIB₂^V

Херсонський державний технічний університет, факультет кібернетики,
лабораторія теорії твердого тіла,
Бериславське шосе, 24, 73008, Херсон, Україна, тел. +380-0552-326922, E-mail:chuiko@public.kherson.ua

У межах узагальненої моделі Кілдал досліджується функціональна залежність параметра кристалічного поля d від тетрагональної деформації гратки для поліморфних модифікацій сполук A₃^IIB₂^V з центром симетрії. Доведено, що існує явна та неявна (через параметр d) залежність зонної структури цих матеріалів від зазначеної деформації. Обговорено вплив знаку та величини параметру d на кристалічне розщеплення у валентних зонах сполук A₃^IIB₂^V. Теоретичні розрахунки ілюструються на прикладі інверсного (e_g<0) матеріалу, арсеніду кадмію - Cd₃As₂.

Ключові слова: гамільтоніан, кристалічне поле, поліморфізм, сполуки A₃^IIB₂^V, зонна структура.

Повна версія статті .pdf (281kb)

Б.К. Остафійчук, В.Д. Федорів, Л.С. Яблонь, І.П. Яремій, Б.І. Яворський*

Залежність ступеня деформації LaGa-заміщених ферит-гранатових плівок від дози іонної імплантації