ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
|
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
НИР направлена на решение фундаментальной научной проблемы влияния глубоких примесных состояний переходных элементов на электронную структуру разбавленных магнитных полупроводников (РМП), установления взаимосвязи электронной структуры с транспортными, магнитными и фотоэлектрическими свойствами, изучения возможности управления этими свойствами путем воздействия на электронную структуру РМП с помощью внешних воздействий.
Исследованы структура, состав, распределение примеси и гальваномагнитные эффекты в теллуриде свинца, легированном скандием, титаном и железом. Показано, что изученные образцы однофазны, концентрация примеси экспоненциально увеличивается вдоль слитков. Затем однородность распределения нарушается, появляются микроскопические области с повышенным содержанием примеси и концентрация примеси выходит на насыщение (1.5-2 мол.%), указывающее на достижение предела растворимости примеси. Кинетика изменения концентраций электронов и дырок, p-n-инверсия типа проводимости и насыщение уровня Ферми при легировании указывают на пиннинг уровня Ферми резонансными уровнями примесей, расположенными в разрешенных зонах. В рамках законов дисперсии Кейна и Диммока определены энергии примесных уровней относительно краев разрешенных зон. Исследованы магнитные свойства сплавов на основе теллурида свинца с примесями скандия, ванадия и железа. Установлено, что намагниченность сплавов складывается из диамагнитного вклада решетки, постоянного и осциллирующего вкладов свободных носителей заряда и бриллюэновского парамагнетизма ионов примеси. Используя аппроксимации парамагнитного вклада ионов примеси функцией Бриллюэна, определены зависимости температуры Кюри и концентрации ионов примеси в разных зарядовых состояниях от содержания примеси и установлена связь магнитных свойств сплавов с их электрофизическими свойствами и характером перестройки электронной структуры при легировании. В сплавах на основе теллурида свинца, легированных хромом, обнаружен высокотемпературный ферромагнетизм с температурами Кюри от 180 до 380 К. С ростом содержания хрома ферромагнитный вклад увеличивается примерно на два порядка, а низкотемпературный парамагнитный вклад постепенно исчезает. Получено распределение примеси хрома вдоль слитков и показано, что в ферромагнитной фазе резкое увеличение концентрации магнитных центров, может быть вызвано превышением предела растворимости примеси и появлением ферромагнитных включений теллуридов хрома. Исследованы гальваномагнитные эффекты в теллуриде свинца, легированном железом, под давлением до 10 кбар. Обнаружено увеличение концентрации свободных дырок, связанное со стабилизацией уровня Ферми резонансным примесным уровнем, движением уровня железа относительно потолка валентной зоны и перетеканием электронов из валентной зоны на уровень. В рамках закона дисперсии Диммока рассчитаны зависимости концентрации дырок и энергии Ферми от температуры и давления. Определены положение резонансного уровня железа при атмосферном давлении и барический коэффициент его смещения относительно потолка валентной зоны. Исследованы гальваномагнитные эффекты в сплавах Pb1-x-ySnxVyTe, находящихся в диэлектрической фазе, при вариации состава матрицы и гидростатическом сжатии до 15 кбар. Получена зависимость энергии активации глубокого уровня ванадия от содержания олова. Показано, что при увеличении концентрации олова уровень ванадия медленно удаляется от дна зоны проводимости, последовательно пересекая середину запрещенной зоны и потолок валентной зоны. В рамках этой модели определены композиционный коэффициент уровня ванадия и температурный коэффициент его движения относительно краев зон под давлением. В сплавах с энергиями активации уровня ванадия 25-45 мэВ при инфракрасной подсветке исследован эффект задержанной фотопроводимости при температурах ниже критической температуры Tc=40 K. Установлено, что критическая температура практически не зависит от интенсивности подсветки и энергии активации уровня ванадия. Определен характер зависимости фотопроводимости от состава сплава. Исследованы температурные зависимости сопротивления и коэффициента Холла в сплавах Pb1-xGexTe (х=0.03-0.08), легированных хромом, в окрестности структурного фазового перехода из кубической фазы в ромбоэдрическую при понижении температуры и в PbTe, легированном железом, в условиях гидростатического сжатия до 10 кбар. В рамках законов дисперсии Кейна и Диммока с учетом смены величины и знака температурного коэффициента изменения ширины запрещенной зоны при структурном фазовом переходе рассчитаны температурные зависимости коэффициента Холла и определены энергетическое положение и температурные коэффициенты движения уровня хрома в ромбоэдрической и кубической фазах сплавов Pb1-xGexTe и уровня железа в PbTe под давлением. Исследованы структура, состав, гальваномагнитные свойства и эффект Шубникова–де Гааза в сплавах Pb1-yVyTe при вариации концентрации примеси ванадия. Показано, что увеличение содержания ванадия приводит к достижению предела растворимости и появлению микроскопических включений соединений, близких по составу к V3Te4. Обнаружены стабилизация уровня Ферми глубоким уровнем ванадия, расположенным в запрещенной зоне, p-n-конверсия и переход диэлектрик-металл с ростом содержания ванадия. Проведено сопоставление кинетики изменения концентрации свободных носителей заряда и положения уровня Ферми при увеличении концентрации примеси ванадия в Pb1-yVyTe и сплавах Pb1-x-ySnxVyTe (x=0.05-0.18). На основе полученных результатов предложены модели перестройки электронной структуры сплавов на основе теллурида свинца с примесями переходных элементов (скандия, титана ванадия, хрома и железа) при легировании, изменении состава матрицы, температуры и под действием давления.
грант РФФИ |
# | Сроки | Название |
1 | 1 января 2011 г.-31 декабря 2011 г. | Глубокие примесные уровни переходных элементов в сплавах на основе теллурида свинца под давлением |
Результаты этапа: | ||
2 | 1 января 2012 г.-31 декабря 2012 г. | Глубокие примесные уровни переходных элементов в сплавах на основе теллурида свинца под давлением |
Результаты этапа: | ||
3 | 1 января 2013 г.-31 декабря 2013 г. | Глубокие примесные уровни переходных элементов в сплавах на основе теллурида свинца под давлением |
Результаты этапа: |
Для прикрепления результата сначала выберете тип результата (статьи, книги, ...). После чего введите несколько символов в поле поиска прикрепляемого результата, затем выберете один из предложенных и нажмите кнопку "Добавить".