Рогачова О.І., Водоріз О.С. Особливості концентраційних залежностей структурних та термоелектричних властивостей твердих розчинах PbTe-PbSe

PDF

Повне видання (PDF)

Рогачова О.І.
Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», вул. Фрунзе 21, Харків, 61002, Україна

Водоріз О.С.
Національний технічний університет «Харківський політехнічний інститут», вул. Фрунзе 21, Харків, 61002, Україна

Ключові слова: твердий розчин PbTe-PbSe, склад, термічна обробка, поріг перколяції, температурна залежність, мікротвердість, ширина дифракційної лінії, електропровідність, рухливість носіїв заряду, коефіцієнт Холла, коефіцієнт Зеєбека.

Анотація: Наведено нові експериментальні результати та зроблено огляд раніше одержаних авторами даних щодо дослідження залежностей структури, механічних, гальваномагнітних та термоелектричних властивостей від складу ізовалентних напівпровідникових твердих розчинів PbTe-PbSe в області малого вмісту PbSe (0 – 5 мол.%), а також з вивчення температурних залежностей гальваномагнітних властивостей (80 – 300 К). Вперше в межах досліджуваного інтервалу концентрацій виявлено аномальне зростання електропровідності, рухливості носіїв заряду та степеневого коефіцієнта в температурній залежності рухливості зі збільшенням вмісту PbSe, а також осцилюючий характер залежностей ширини рентгенівських ліній,
мікротвердості, коефіцієнтів Холла та Зеєбека від складу. Ефекти, що спостерігаються, пов’язуються з існуванням концентраційного фазового переходу перколяційного типу, який імовірно властивий усім твердим розчинам, та з процесами самоорганізації, які відбуваються в твердих розчинах з переходом до домішкового континіума.

Література

  1. Anatychuk L.I. Thermoelements and thermoelectric devices: Reference book. – Kyiv: Naukova Dumka Publishers, 1979. – 768 p. [in Russian].
  2. CRC Handbook of Thermoelectrics. Ed. Rowe D.M. – CRC Press, Boca Raton, London, New York, Washington, D.C., 1995. – 701 p.
  3. О повышении эффективности полупроводниковых термопар, / А.Ф. Иоффе, С.В. Айрапетянц, А.В. Иоффе [и др] // Докл. АН СССР. 106. – 1956. – 981 – 982.
  4. Rogacheva E.I., Zhigareva N.K., Ivanova A.B., PbTe-based solid solutions in the system PbTe-CdTe, Izv. AN SSSR. Neorgan. Mater. 24. – 1988. – 1394 – 1397.
  5. Rogacheva E.I., Concentration-Dependent microhardness in semiconductor solid solutions, Izv. AN SSSR. Neorgan. Mater.25. – 1989. – 643 – 646.
  6. Rogacheva E.I., Sologubenko A.S., Krivulkin I.M., Microhardness of Pb1-xMnxTe semimagnetic Solid Solutions, Inorganic materials, 34. – 1998. – 545 – 549.
  7. Rogacheva E.I. and Krivulkin I.M., The Temperature and Concentration Dependences of the Charge Carrier Mobility in PbTe-MnTe Solid Solutions, Semiconductors, 36. – 2002. – 966 – 970.
  8. Rogacheva E.I., Nashchekina O.N., Dresselhaus M.S., Thermal conductivity isotherm anomalies in semiconductor solid solutions based on IV-VI compounds, J. Thermoelectricity, 4. – 2005. – 82 – 92.
  9. Rogacheva E.I., Sinelnik N.A., Nashchekina O.N., Concentration anomalies of properties in Pb(1-x)Ge(x)Te solid solutions, Acta Phys. Polonica (A), 84. – 1993. – 729 – 732.
  10. Rogacheva E.I., Percolation effects and thermoelectric materials science, Journal of Thermoelectricity, – 2007. – 61 – 72.
  11. Rogacheva E.I., Critical phenomena in heavily-doped semiconducting compounds, Jpn. J. Appl. Phys. – 1993. – 775 – 777.
  12. Rogacheva E.I., Vodorez O.S., and Nashchekina O.N., Oscillations of transport properties in PbTeBi2Te3 solid solutions, J. Phys. Chem. Solids. 74. – 2013. – 35 –39.
  13. Abrikosov N.Kh. and Shelimova L.E. Semiconducting materials based on A4 B6 compounds. – Moscow, Nauka, 1975. – 195 p. [in Russian].
  14. Равич Ю.И. Методы исследования полупроводников в применении к халькогенидам свинца
    PbTe, PbSe и PbS. – / Ю.И. Равич, Б.А. Ефимова, И.А. Смирнов // Москва, Наука, 1968. – 384 c.
  15. Gangulee A., On the solid solutions of the quasibinary system PbTe-PbSe, Trans. Metallurg Soc. AIME. – 1969. – 1830 – 1840.
  16. Darrow M.S., Micro-indentation hardness variation as a function of composition for polycrystalline solutions in the systems PbS/PbTe, PbSe/PbTe, and PbS/PbSe, J. Matter. Sci. 4. – 1969. – 313 –319.
  17. Kudman I., Thermoelectric properties of p-type PbTe-PbSe alloys, J. Mater. Sci. 7. – 1972. – 1027 – 1029.
  18. Водоріз О.С.Механічні властивості твердих розчинів PbTe-PbSe, / О.С. Водоріз, О.І. Рогачова // Вісник Львівського університету. Серія фізична. 42. – 2008. – 64 – 67.
  19. Аномальное изменение коэффициента Зеебека в теллуриде свинца при сильном легировании селеном, / О.С. Водорез, А.А. Месечко, В.И. Пенегин [и др] // Новые технологии. 2 (20). – 2008. – 118 – 124.
  20. Водорез О.С.Изотермы коэффициента Холла твердых растворов PbTe1-xSex, / О.С. Водорез, Е.И. Рогачова // Металлофизика и новейшие технологии. 30. – 2008. – 47 – 55.
  21. Водорез О.С.Влияние прессования на свойства твердых растворов PbTe-PbSe, / О.С. Водорез, Е.И. Рогачова // Науковий вісник Ужгородського університету. Серия физика. 24. – 2009. – 217 – 221.
  22. Rogacheva E.I., Nashchekina O.N., Vodorez O.S., Enhancement in charge carrier mobility under transition to heavy doping, PHYSICS OF SEMICONDUCTORS: 29th International Conference on the Physics of Semiconductors. AIP Conference Proceedings. 1199. – 2009. – 83 –84.
  23. Suzuki T., Yoshinaga H., and Takeuchi S. Dislocation Dynamics and Plasticity. – Moscow: Mir, 1989. – 78 p.
  24. Stauffer D. and Aharony A. Introduction to Percolation Theory. – Washington, DC: Taylor & Francis, – 127 p.
  25. Umanskii Ya.S. X-Ray Study of Metals and Semiconductors. – Moscow, Metalurgiya, 1969. – 38 p.

Надійшла до редакції 09.04.2013