| 1 |
1 января 2005 г.-31 декабря 2005 г. |
Резонансные уровни в полупроводниках A4B6, легированных примесями с переменной валентностью, под давлением |
| Результаты этапа: Исследовано влияние гидростатического сжатия и состава матрицы на электрофизические свойства твердых растворов Pb1-xSnxTe, легированных галлием. Показано, что легирование галлием приводит к появлению резонансного уровня в зоне проводимости сплавов. В предположении стабилизации уровня Ферми резонансным уровнем галлия в рамках двухзонной модели Кейна построены диаграммы перестройки энергетического спектра носителей заряда в сплавах при изменении температуры, состава сплава и под давлением. Установлено, что при изменении концентрации олова уровень галлия движется относительно дна зоны проводимости, оставаясь почти неподвижными относительно потолка валентной зоны. Обнаружена смена знака термического коэффициента изменения положения резонансного уровня относительно середины запрещенной зоны при изменении состава сплава. Показано, что под действием давления резонансный уровень, стабилизирующий уровень Ферми, движется по линейному закону, медленно смещаясь вверх по энергии относительно середины запрещенной зоны.
Исследованы магнитные и гальваномагнитные свойства разбавленных магнитных полупроводников Pb1-xGexTe, легированных хромом, при вариации состава матрицы и концентрации примеси. Установлено, что магнитная восприимчивость состоит из двух основных вкладов: низкотемпературного парамагнитного, связанного, по-видимому, с парамагнетизмом ионов Cr3+ и аномального ферромагнитного, обусловленного, возможно, обменным взаимодействием между ионами хрома через электроннные оболочки ионов теллура. Обнаружены уменьшение концентрации электронов и переход металл-диэлектрик при увеличении содержания германия в сплаве. Определено положение примесного уровня хрома относительно краев разрешенных зон и построена диаграмма перестройки электронной структуры при изменении состава сплавов. Показано, что обнаруженное в настоящей работе уменьшение концентрации парамагнитных центров при увеличении концентрации германия может быть объяснено перестройкой электронной структуры сплавов, сопровождающейся перераспределением электронов между примесным уровнем и зоной проводимости и изменением соотношения концентраций ионов хрома в состояниях Cr2+ и Cr3+.
|
| 2 |
1 января 2006 г.-31 декабря 2006 г. |
Резонансные уровни в полупроводниках A4B6, легированных примесями с переменной валентностью, под давлением |
| Результаты этапа: Исследовано влияние гидростатического сжатия на гальваномагнитные свойства твердых растворов Pb1-xGexTe, легированных хромом. Обнаружены стабилизация уровня Ферми примесным уровнем хрома и переход диэлектрик-металл, индуцированный давлением. Предложены модели перестройки электронной структуры при изменении температуры и под давлением, учитывающие движение уровня хрома относительно дна зоны проводимости и переход уровня хрома из запрещенной зоны в зону проводимости под давлением. В рамках двухзонной модели Кейна рассчитаны температурные зависимости концентрации свободных электронов при атмосферном давлении, а также зависимости энергии Ферми и концентрации электронов от давления. Показано, что при увеличении температуры глубокий уровень хрома, стабилизирующий уровень Ферми, движется по линейному закону относительно дна зоны проводимости, а под действием давления медленно смещается вверх по энергии относительно середины запрещенной зоны.
Исследованы гальваномагнитные и магнитные свойства сплавов на основе теллурида свинца, легированных галлием, хромом и иттербием при давлениях до 70 кбар при комнатной температуре и до 17 кбар в диапазоне температур 4.2-300 K. На температурных зависимостях магнитной восприимчивости, удельного сопротивления и коэффициента Холла обнаружены характерные особенности, связанные, возможно, со структурным фазовым переходом из кубической в ромбоэдрическую фазу. На зависимостях удельного сопротивления и коэффициента Холла от давления при P=40-60 кбар наблюдались ярко выраженные максимумы, связанные, с хорошо известным фазовым переходом из кубической фазы в орторомбическую. Показано, что положение этой аномалии зависит от состава матрицы. Кроме того, в легированных галлием сплавах при давлениях 15-20 кбар обнаружена дополнительная аномалия, природа которой пока не ясна. Полученные результаты использованы для построения диаграмм перестройки электронной структуры в кубической фазе при изменении состава сплавов и под давлением.
|
| 3 |
1 января 2007 г.-31 декабря 2007 г. |
Резонансные уровни в полупроводниках A4B6, легированных примесями с переменной валентностью, под давлением |
| Результаты этапа: Исследовано влияние гидростатического сжатия и состава матрицы на электрофизические свойства твердых растворов Pb1-xSnxTe, легированных галлием. Показано, что легирование галлием приводит к появлению резонансного уровня в зоне проводимости сплавов. С учетом стабилизации уровня Ферми уровнем галлия в рамках двухзонной модели Кейна построены диаграммы перестройки электронной структуры сплавов при изменении температуры, состава сплава и под давлением. Установлено, что при изменении концентрации олова уровень галлия остается почти неподвижными относительно потолка валентной зоны, а под действием давления - движется по линейному закону, медленно смещаясь вверх относительно середины запрещенной зоны. Обнаружена смена знака термического коэффициента изменения положения резонансного уровня относительно середины запрещенной зоны при изменении состава сплава.
Исследованы гальваномагнитные и магнитные свойства разбавленных магнитных полупроводников Pb1-xGexTe, легированных хромом, при вариации состава матрицы и концентрации примеси. Обнаружены уменьшение концентрации электронов и переход металл-диэлектрик при увеличении содержания германия в сплаве. Предложена диаграмма перестройки электронной структуры при изменении состава сплавов. Обнаружен ферромагнитный вклад в магнитную восприимчивость с температурой Кюри до 260 К и определена зависимость концентрации парамагнитных центров от состава сплава. Показано, что уменьшение концентрации парамагнитных центров при увеличении концентрации германия может быть объяснено перестройкой электронной структуры сплавов, перераспределением электронов между примесным уровнем и зоной проводимости и изменением концентраций ионов хрома в состояниях Cr2+ и Cr3+.
Исследовано влияние гидростатического сжатия на гальваномагнитные свойства разбавленных магнитных полупроводников Pb1-xGexTe, легированных хромом. Обнаружены переход диэлектрик-металл, индуцированный давлением, проводимость по примесной зоне хрома в диэлектрической фазе и аномальный эффект Холла в металлической фазе. В соответствии с двухзонным законом дисперсии Кейна рассчитаны зависимости концентрации электронов и энергии Ферми от температуры и давления и построены диаграммы перестройки электронной структуры, учитывающие движение уровня хрома относительно дна зоны проводимости при изменении температуры и под давлением. В рамках этих моделей определены скорости движения глубокого уровня хрома относительно дна зоны проводимости при изменении температуры и давления, полная емкость, степень заполнения электронами и ширина примесной зоны.
Исследованы гальваномагнитные, магнитные и тепловые свойства сплавов Pb1-xGexTe, Pb1-xSnxTe, легированных галлием, иттербием и хромом, при вариации состава сплавов и давления. На температурных зависимостях сопротивления, коэффициента Холла, магнитной восприимчивости и теплоемкости, а также барических зависимостях сопротивления и коэффициента Холла обнаружены характерные особенности, связанные со структурными фазовыми переходами из кубической в ромбоэдрическую и орторомбическую фазы. Показано, что амплитуда и положение этих аномалий зависят от состава матрицы и концентрации примеси. Обнаружен вклад примесных состояний в теплоемкость легированных сплавов. Полученные результаты использованы для построения диаграмм перестройки электронной структуры в кубической фазе при изменении состава сплавов и под давлением. |
