Диэлектрические свойства соединений А2В6 с переходными материалами тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

^ §§ЙОРУССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

#

УДК 537.311.322

ШОСТАК ЮРИЙ АНТОНОВИЧ

ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СОЕДИНЕНИЙ А2В8 С ПЕРЕХОДНЫМИ МЕТАЛЛАМИ

01.04.10 - физика полупроводников и диэлектриков

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук

МИНСК, 1997

Работа выполнена на кафедре физики полупроводников Белорусского государственного университета

Научный руководитель: доктор физических наук,

профессор Люблинского технического

университета

ЖУКОВСКИЙ П.В.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор ЛОМАКО В.М.

кандидат технических наук

КРАСНИЦКИЙ В.Я.

Оппонирующая организация: Физико-технический институт

АН Беларуси

Защита состоится " 27 " июня 1997 г. в 14 часов на заседании Совета по защите диссертаций Д 02.01.16 в Белорусском государственном университете (220050, г. Минск, пр. Ф. Скорины 4, Белгосуниверситет, главный корпус, к. 206)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Белгосуниверситета Автореферат разослан " " мая 1997 г.

Учёный секретарь Совета, "

доцент

В.Ф. Стельмах

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы диссертации. Несмотря на достаточно интенсивные исследования полупроводниковых соединений А2Вб с переходными металлами, остались незатронутыми вопросы, относящиеся к установлению природы процессов поляризации указанных материалов и связанных с ними явлений. Практически не изучены вопросы установления структуры и взаимодействия дефектов, возникающих в процессе роста кристаллов А2Вб с ПМ. Совершенно отсутствуют экспериментальные данные о поведении важнейших диэлектрических параметров (диэлектрической проницаемости, удельного сопротивления и тангенса угла диэлектрических потерь) этих материалов в зависимости от температуры и частоты измерений, а также концентрации атомов переходного металла. И это несмотря на то, что соединения А2Вб с ПМ являются, как правило, высокоомными материалами, что сильно затрудняет исследование их свойств традиционными гальвано магнитными методами.

Исследования диэлектрических свойств указанных соединений являются актуальными и с точки зрения перспективы использования ряда материалов такого класса, например СсЬ-хМшТе, в едином технологическом цикле для проектирования и производства ИМС и других приборов электронной техники. При этом проводящие слои создавались путём легирования монокристаллов СсЬ-хМшТе в процессе роста акцепторными (Аи, Си, Аз и Р) и донорными (1п) примесями. Кроме того, возрастание ширины запрещённой зоны полупроводниковых материалов С&.хМпхТе с ростом х до 2.4 эВ даёт возможность создавать на их основе детекторы различного вида излучений, которые могут работать при комнатной температуре.

Связь работы с научными программами. Исследования проводились в рамках госбюджетной научно-исследовательской работы Белорусского государственного университета по теме: "Исследование принципов создания и разработка экспериментальных образцов интегральных конденсаторов с улучшенными эксплуатационными параметрами на

основе ионно-имплантированных компенсированных полупроводников" (N гос. per. 19941333) по программе "Новые материалы" (N гос. per. 01910055696).

В связи с выше сказанным, целью работы было определение диэлектрических и парамагнитных свойств ряда полупроводниковых соединений А2В6 с переходными металлами: Cdi-xMnxTe (0<х<0.7), Zm.xMn.xTe (0<х<0.53), Cdi-xFesTe (0<х<0.03) и Cdi.xFexSe (0<х<0.14), что предполагало решение следующих задач:

- изучение поведения диэлектрической проницаемости указанных материалов в зависимости от температуры и частоты измерений;

- установление механизма переноса зарядов на переменном токе;

- установление корреляции между диэлектрическими и парамагнитными свойствами полупроводников A J_xMnxB6;

- сопоставление диэлектрических характеристик А^_хМпхВ6 и A^xFexBs с целыо выявления влияния типа переходного металла на процессы поляризации данных материалов.

Научная новизна полученных результатов заключается в следующем:

- обнаружено явление термически активируемого роста диэлектрической проницаемости в сильнодефектных компенсированных полупроводниках А2В6 с Мп и А2В6 с Fe;

- установлено, что явление термически активируемого роста диэлектрической проницаемости в сшшюдефехтных компенсированных полупроводниках А2В6 с переходными металлами обусловлено прыжковым обменом зарядами между дефектами, возникающими в процессе роста кристаллов;

- дано дальнейшее развитие модели процессов, обуславливающих поляризацию сильнодефектных компенсированных полупроводников;

- для соединений Cdi-хМшТе (0<х<0.7), Cdo.M6sFeo.oo.wTe и Cdo.awFco.iosSe определены распределения дефектов, ответственных за рост диэлектрической проницаемости, по временам нахождения их в новом зарядовом состоянии;

- обнаружены закономерности изменения параметров спектров ЭПР полупроводниковых материалов С(1|-хМпхТе и Хгц.хМп/Ге в зависимости от концентрации атомов марганца;

- впервые установлена корреляция между диэлектрическими и парамагнитными свойствами в соединениях Cdi.xMn.xTe и 2ш-хМпхТе;

предложена модель микроскопической структуры дефектов, обуславливающих диэлектрические и парамагнитные свойства сильнодефектных компенсированных полупроводников А2В6 с переходными металлами;

- обнаружено, что замена атомов Мп на атомы Ие приводит к значительному (до 10 раз) возрастанию диэлектрической проницаемости сильнодефектных компенсированных полупроводников А2Вб с переходными металлами.

Практическая н экономическая значимость диссертационной работы заключается в том, что полученные результаты позволяют получать на основе полупроводниковых соединений А2Вб с переходными металлами слои с аномально высокой диэлектрической проницаемостью и достаточно низким тангенсом угла диэлектрических потерь в области частот до 10 МГц, которые могут применяться в технологии производства кремниевых ИМС в качестве диэлектрика полупроводниковых МДП-конденсаторов. Это позволит существенно увеличить коэффициент интеграции ИМС и значительно расширить область их применения. Практическая значимость работы продемонстрирована также предложенным использованием сильнодефектных полупроводников А2В6 с переходными металлами в качестве рабочего материала для высокочувствительного датчика температуры. Тем самым, может быть получен несомненный экономический эффект.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Комплекс установленных в соединениях Cdi.xMnxTe и Zni.xMnxTe закономерностей изменения диэлектрической проницаемости и проводимости на переменном токе от температуры и частоты измерений, параметров спектров ЭПР от концентрации атомов переходного металла, а также наличие в этих материалах корреляции между диэлектрическими и парамагнитными свойствами.

2. Модель процессов, приводящих к поляризации силыюдефектных компенсированных полупроводников, основанная на явлении термически активированного прыжкового обмена зарядами между нейтральными дефектами.

Личный вклад соискателя. Все приведенные в диссертации результаты получены лично соискателем и проанализированы с научным руководителем. Соавторы опубликованных работ принимали участие в подготовке образцов, проведении отдельных экспериментов и обсуждении результатов. Обработка и интерпретация данных, а также выводы сделаны автором лично.

Апробация и опублнкованность результатов. Основные результаты работы представлялись на XXIY International School on Physics of Semiconducting Compounds "Jaszowiec 95" (Ustron-Jaszowiec, Poland, 1995), Международной научно-технической конференции "Взаимодействие излучения с твёрдым телом" (Минск, 1995), International Conference "JAWE-96" (Nal?czow, Poland, 1996) и опубликованы в 8 печатных работах. Получен патент Республики Польша на изобретение "Полупроводниковый датчик температуры" No Р-315985 от 12.09.1996.

Структура и объём диссертации. Диссертация состоит из введения, общей характеристики работы, четырёх глав, основных выводов и списка использованных источников. Объём диссертации составляет 98 страниц, в том числе 36 иллюстраций и 5 таблиц. Список использованных источников включает в себя 95 наименований.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ

Во введении приведены краткие сведения о соединениях А2В6 с переходными металлами и дана общая оценка проблематики изучения диэлектрических свойств этих материалов.

В общей характеристике работы обоснована актуальность темы, сформулированы цель работы, научная новизна, практическая и экономическая значимость полученных результатов и основные положения, выносимые на защиту. Приводится структура диссертации и список опубликованных работ.

В первой главе рассмотрены вопросы, связанные с кристаллической и зонной структурой соединений А2В6 с переходными металлами, а также приведен обзор литературных данных по оптическим и магнитным свойствам ряда материалов этого класса.

Вторая глава посвящена описанию методики подготовки образцов и проведения экспериментов. Монокристаллы полупроводниковых соединений СсЬхМпхТе (0<х<0.7), гш-хМПхТе (0<х<0.53), Сс1|.хРехТе (0<х<0.03) и Сс^-хРе.^е (0<х<0.14), использованные в настоящей работе, были выращены в Институте Физики Польской Академии Наук в Варшаве посредством модифицированного метода Бриджмена. В качестве основных методов исследования в работе использовались метод измерения диэлектрической проницаемости и проводимости на переменном токе и метод ЭПР.

Для измерения температурных и частотных зависимостей диэлектрической проницаемости и проводимости на переменном токе были изготовлены конденсаторы, в качестве диэлектрика в которых использованы пластинки исследуемых материалов. Обкладки конденсаторов были получены нанссснием серебряной токопроводящей пасты на поверхности пластинок.

Температурные зависимости диэлектрической проницаемости и сопротивления были получены в диапазоне 80 450 К на частотах измерений 0.1, 1, 10 кГц и 1 МГц. Частотные зависимости диэлектрической проницаемости, удедьной проводимости на переменном

токе и тангенса угла диэлектрических потерь С<3|.хМпхТе, 2п1-хМпхТе, СсЬхРехТе и СёихРехЗе были исследованы в области частот 0.1 ч-30000 кГц при температурах 300 и 77 К.

Измерения спектров ЭПР полупроводниковых соединений Cdi.xMny.Te (0<х<0.7) и 7_Л1-хМпхТе (0<х<0.53) проводились на частоте 9.3 ГГц при помощи спектрометра ЭПР ЯАОЮРАЫ, работающего в X-диапазоне с модуляцией магнитного поля Г= 100 кГц, при температуре 300 К.

В третьей главе представлена модель процессов, приводящих к поляризации сильнодефектных компенсированных полупроводников, а также приведены результаты исследований диэлектрических характеристик и спектров ЭПР соединений Сс11.хМпхТе (0<х<0.7) и 2щ-хМпхТе (0<х<0.53) и их анализ.

В данной модели показано, что дополнительный термически активируемый механизм поляризации обусловлен прыжковым обменом зарядами между нейтральными дефектами, вносящими глубокие уровни в запрещённую зону. В результате прыжкового обмена электронами между соседними дефектами в кристалле возникают дополнительные диполи, время существования которых равно времени т нахождения этих дефектов в зарядовом состоянии, отличном от "0". При большой концентрации взаимодействующих дефектов время т не является дискретным и существует распределение концентрации нейтральных дефектов по временам нахождения их в новом зарядовом состоянии п (х), которое и определяет зависимость диэлектрической проницаемости от частоты измерений.

Анализ экспериментальных зависимостей диэлектрической проницаемости и сопротивления на переменном токе соединений Сс11-хМпхТе и Хщ-хМпхТе (диапазон частот 0.1-10 кГц) от температуры позволил установить, что явление термически активируемого роста диэлектрической проницаемости (до значений порядка 100) обусловлено прыжковым обменом зарядами между структурными дефектами, вносящими глубокие уровни в запрещённую зону. Такие аномально

высокие значения е свидетельствуют о высокой степени дефектности указанных материалов (концентрация дефектов структуры > 1019 см 3).

Характерными особенностями явления термически активируемого роста диэлектрической проницаемости соединений СёькМгьТе и Znl-xMnxTe являются уменьшение диэлектрической проницаемости и сдвиг температуры начала стадии роста е в область более высоких температур с ростом частоты измерений, а также уменьшение г с увеличением концентрации атомов марганца в кристаллической решётке указанных материалов. Для соединений Сс^.хМшТе (0<х<0.7) определены энергии активации этого процесса в зависимости от концентрации атомов марганца и получены распределения дефектов, ответственных за рост диэлектрической проницаемости, по временам нахождения их в новом зарядовом состоянии п (х).

В пользу того, что прыжковый обмен зарядами между нейтральными дефектами, обуславливающий появление дополнительных диполей, и тем самым увеличение диэлектрической проницаемости, является электронным процессом, свидетельствует и то, что высокие значения е наблюдаются при подаче на измерительные конденсаторы переменного напряжения с амплитудой 40 мВ.

Для материалов СсЬ-хМпДе указанное явление наблюдается во всём исследованном диапазоне составов (0<х<0.7), а для материалов Zni-.xMn.xTe - в области концентраций марганца х<0.1. Это подтверждается частотными зависимостями удельной проводимости а и тангенса угла диэлектрических потерь Для Cd1.xMn.4Te при Т=300 К удельная проводимость растёт с частотой во всём исследованном диапазоне частот (0.1 ~ 30 ООО кГц), а 158 уменьшается с ростом концентрации марганца и частоты измерений (диапазон 0.1 - 10 кГц). Причём для Cdo.3Mno.7Te значения tg5 уже на частоте 1 кГц составляют порядка 0.01, что характерно для высококачественных диэлектриков. Для 2щ.хМпхТе (х>0.1) при Т=300 К наблюдается ухудшение емкостных свойств, что выражается в высоких значениях удельной проводимости

(20 мкСм/см) и независимости а от частоты измерений, а также в росте тангенса угла диэлектрических потерь с ростом концентрации Мп во всём исследованном частотном диапазоне.

Спектры ЭПР полупроводников СсЬ-хМпхТе и 7л1ичМпхТе характеризуются широкими изотропными линиями, причём в СсЬ-хМп/Гс с ростом концентрации атомов Мп наблюдается линейное возрастание g-фактора от 2.0035 до 2.0152, спад концентрации неспаренных электронов и ширины линии с выходом на насыщение в области х>0.3. С ростом концентрации Мп в гт-*МпхТс §-фактор уменьшается линейно от 2.0140 до 1.9950, концентрация неспаренных электронов и ширина линии ЭПР не зависят от концентрации марганца в области х<0.1. Это означает, что парамагнетизм, наблюдаемый при малых х, не связан с ионами Мп2+. В области х>0.1 концентрация неспаренных электронов возрастает линейно, а ширина линии ЭПР - квадратично, достигая значения 2260 Гс при х=0.532.

Таким образом, анализ данных ЭПР подтверждает наличие высокой степени дефектности соединений СсЬ-хМгцТе и Zn^-xMnЛ'e, а также присутствие в их кристаллической решётке внутренних механических напряжений, обусловленных различием ковалентных радиусов кадмия или цинка и замещающего их марганца.

При одинаковых концентрациях х концентрация неспаренных электронов в соединениях Сё|-хМпхТс значительно меньше, чем в Ет-хМпхТе. Это может означать, что только часть атомов Мп в полупроводниках СсЬ.кМпЛГе находится в состоянии ионов Мп2+. Зарядовое состояние остальных атомов Мп другое. Это свидетельствует о том, что в создании энергетических зон гт-хМпхТе и СсЬ-хМпхТе принимают участие электроны, находящиеся на разных электронных оболочках Мп, а ионы Мп имеют разные зарядовые состояния в этих двух материалах.

Впервые обнаружена корреляция между диэлектрическими и парамагнитными свойствами Cdi.xMn.xTe и гт.хМщТе. Предложена микроскопическая модель структуры дефектов, определяющих диэлектрические и парамагнитные свойства соединений СМьхМпхТе и

7л1ьхМпхТе. Они включают в свой состав вакансию или примесь в подрешёгке теллура, связанную посредством Б-р'-связсй с 4 узлами подрешётки кадмия, в которых могут находиться, в зависимости от х, от О до 4 атомов марганца.

В четвёртой главе приводятся результаты исследования диэлектрических характеристик соединений С(1|.хРех'Ге (0<х<0.03) и Сс1|-хРех8е (0<х<0.14) и их обсуждение.

Для материалов СсЬ-хРехТе также наблюдалось явление термически активируемого роста диэлектрической проницаемости, обусловленное прыжковым обменом электронами между дефектами, возникающими в процессе роста кристаллов. Уже для Сс1о.99б5реоооз5Те достигаются значения е более чем на порядок превышающие величины диэлектрической проницаемости на тех же частотах измерений, что и в случае соединений СсЬ-хМпхТе. Значительный рост е (до значений 400) зафиксирован на частоте измерений 1 МГц. Эти данные также свидетельствуют о высокой степени дефектности этих материалов.

Анализ зависимости энергии активации прыжкового обмена зарядами от концентрации атомов железа в соединениях Сс11.хРехТе позволил установить, что структурные дефекты, прыжковый обмен зарядами между которыми приводит к росту диэлектрической проницаемости, имеют две конфигурации: первая - примесь или вакансия в анионной подрешёгке, тетраэдрически окружённая четырьмя атомами С<1; и вторая - когда примесь или вакансия связана посредством в-р3 связей с тремя атомами кадмия и одним атомом железа.

Для материалов СсЬ-хРсхБс (0<х<0.14) в диапазоне частот 0.1-10 кГц также зафиксирован рост с до значений 4000. При дальнейшем повышении температуры выше некоторого значения ТЖтР., зависящего от концентрации атомов Ре и частоты измерений, наблюдается существенное уменьшение диэлектрической проницаемости.

Для соединений С(1о.99б5рео.осшТе и СсЬ.етзРео.юзЗе определены распределения дефектов, ответственных за рост диэлектрической проницаемости, по временам нахождения их в новом зарядовом состоянии п(т).

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Обнаружено явление термически активируемого роста диэлектрической проницаемости в соединениях А2Вб с переходными металлами С&.хМпхТе (0<х<0.7) и гп1.хМпхТе (0<х<0.53) до значений порядка 100, СсЬ-хРехТе (0<х<0.03) и Сс1|.хРех5е (0<х<0.14) до значений выше 4000. Такие аномально высокие значения диэлектрической проницаемости свидетельствуют о концентрации структурных дефектов > 1019 см 3. Из зависимостей диэлектрической проницаемости от температуры и частоты измерений определены энергии активации этого процесса в зависимости от основного состава полупроводника, концентрации и типа атомов переходного металла.

2. Развита модель поляризации сильнодефектных компенсированных полупроводников, основанная на явлении прыжкового обмена зарядами между нейтральными дефектами, что обуславливает появление дополнительных диполей, и тем самым увеличение диэлектрической проницаемости. Установлено, что время нахождения дефекта в новом зарядовом состоянии не является дискретным и существует распределение концентрации нейтральных дефектов по временам нахождения их в новом зарядовом состоянии.

3. Для соединений Сс11.хМпхТе (0<х<0.7), СскаубзРссшшТс и СёсшзРсолсиБе определены распределения дефектов, ответственных за рост диэлектрической проницаемости, по временам нахождения их в новом зарядовом состоянии, которые могут быть представлены в виде п(т)~тр, где -2<р<-1.

4. Обнаружены закономерности изменения параметров спектров ЭПР полупроводниковых соединений СёьхМпхТс и 2п]-хМпхТе в зависимости от концентрации атомов Мп. В СсЬ-хМпхТе с ростом х наблюдается линейное возрастание g-фaктopa от 2.0035 до 2.0152, спад концентрации неспаренных электронов и ширины линии с выходом на насыщение в области х>0.3. С ростом концентрации Мп в Znl-xMnxTe g-фaктop

уменьшается линейно от 2.0140 до 1.9950, концентрация неспаренных электронов возрастает линейно, а ширина линии ЭПР - квадратично.

5. На основании немонотонных зависимостей энергий активации роста диэлектрической проницаемости, концентрации парамагнитных центров и ширины линии ЭПР от концентрации атомов марганца в соединениях Cdi-xMnxTe и Zni-xMnxTe предложена микроскопическая модель структуры дефектов, обуславливающих диэлектрические и парамагнитные свойства соединений А2Вб с переходными металлами. Показано, что в состав таких дефектов входят вакансия или примесь п анионной подрешётке, тетраэдрически связанная с 4 катионами, в число которых входят, от 0 до 4 атомов переходного металла.

6. Впервые установлена корреляция между диэлектрическими и парамагнитными свойствами в соединениях Cdi.xMnxTc н Zni-xMnxTe, состоящая в следующем: для значений х, когда имеет место термически активируемый рост диэлектрической проницаемости, наблюдается уменьшение или постоянство концентрации парамагнитных центров и ширины линии сигнала ЭПР; для значений х, когда отсутствует термически активируемый рост диэлектрической проницаемости, обнаружено возрастание концентрации парамагнитных центров и ширины линии сигнала ЭПР.

7. Обнаруженные в соединениях Cdi-xFexTe (0<х<0.03) (диапазон частот

0.1-1000 кГц) аномально высокие значения диэлектрической проницаемости (до 4000) интерпретируются в рамках модели поляризации сильнодефектных компенсированных полупроводников с учётом коррелированного расположения атомов железа и дефектов в подрешётке теллура.

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ

1. Zukowski P.W., Szostak J., Rodzik A., Holda A. Study of the dielectric permittivity and electric conductivity of the Cdi-*MnxTe semiconductors in the 0.1-10 kHz range of the alternative current frequency // XXIV International

School on Physics of Semiconducting Compounds "Jaszowiec 95". Abst. bookl.-Ustron-Jaszowiec, Poland, May 27 - June 2, 1995.-p.94.

2. Zukowski P.W., Rodzik A., Szostak J. Przenikalnosc dielektryczna silnie zdefektowanych pôlprzewodnikôw. Model fenomenologiczny // "Nowe materialy i technologie w elektrotechnice". Lodz - Dobieszkôw, Poland, 1995.-p.55-60.

3. Zukowski P.W., Rodzik A., Szostak J. Wlasnosci dielektryczne zwi^zkôw A2B6 z metalami przejsciowymi // "Nowe materialy i technologie w elektrotechnice". Lôdz - Dobieszkôw, Poland, 1995.—p.61—64.

4. Zukowski P.W., Szostak J., Rodzik A. and Holda A. Study of the dielectric permittivity and electric resistivity of the Cdi-хМшТе in the 0.1 - 10 kHz range of the alternative current frequency // "New electrical and electronic technologies & their industrial implementation". Lublin, Poland, 1995,-p.80-86.

5. Жуковский П.В., Партыка Я., Венгерек П., Шостак Ю.А., Родзик А. Релаксационные процессы в сильнодефектных полупроводниках с прыжковым механизмом переноса зарядов // Научно-техническая конференция "Взаимодействие излучения с твёрдым телом". Тез. докл,-Минск, 16-19 октября 1995.-c.56.

6. Zukowski P.W., Szostak J. Wlasnosci dielektryczne i paramagnetyczne zwi^zkôw CdMnTe i ZnMnTe // "Nowoczesne technologie elektrostatyczne". Bialystok, Poland, 1995-p. 100-107.

7. Zukowski P.W., Partyka J., Szostak J., Sidorenko J. Elektryczne wlasnosci zwi^zkôw А2Вб z metalami przejéciowymi // "Jakosc wyrobôw elektrotechnicznych i elektronicznych". Mat. konf. Nalçczôw, Poland, 29-31 Maja 1996.-p.233-236.

8. Zukowski P.W., Partyka J., Szostak J., Tolstych W.P. Elektronowy rezonans paramagnetyczny CdMnTe and ZnMnTe // "Jakosc wyrobôw elektrotechnicznych i elektronicznych". Mat. konf. Nalçczôw, Poland, 29-31 Maja 1996.-p.237-239.

9. Жуковский П.В., Партыка Я., Шостак Ю.А., Родзик А. Патент РП на изобретение "Полупроводниковый датчик температуры". No Р-315985 от 12.09.1996.

РЕЗЮМЕ

Шостак Юрий Антонович ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СОЕДИНЕНИЙ А2ВЙ С ПЕРЕХОДНЫМИ МЕТАЛЛАМИ

Ключевые слова: диэлектрическая проницаемость, переходные металлы, прыжковый обмен зарядами, электронный парамагнитный резонанс РПР), структурные дефекты.

Методами измерения диэлектрической проницаемости и проводимости на переменном токе и ЭПР исследовались образцы кристаллов ряда соединений А2Вб с переходными металлами: Cdi-xMnxTe (0<х<0.7), Zm-хМпхТе (0<х<0.53), Cdi-xFexTe (0<х<0.03) и Cdi.xFexSe (0<х<0.14).

В работе развита модель диэлектрической проницаемости сильнодефектных компенсированных полупроводников, основанная на явлении термически активированного прыжкового обмена зарядами между нейтральными дефектами. Особенности поведения диэлектрической проницаемости и проводимости на переменном токе соединений Cdi-xMnxTe, Zm.xMnxTe, Cdi-xFexTe и Cdi-xFexSe в зависимости от температуры и частоты измерений связываются с изменениями в электронно-дефектной подсистеме кристаллов, обусловленными варьированием содержания в их решётке атомов Мп и Fe.

Приводятся закономерности изменения параметров спектров ЭПР материалов Cdi.xMn,Te и Zm.xMnxTe в зависимости от концентрации атомов Мп, установлена корреляция между их диэлектрическими и парамагнитными свойствами. Создан высокочувствительный датчик температуры, рабочим элементом в котором является соединение Cdo.895Feo.io5Se.

РЭЗЮМЕ

Шостак Юрый Антонав1ч ДЫЭЛЕКТРЫЧНЫЯ УЛАСЦ1ВАСЦ1 ЗЛУЧЭННЯУ А2В6 3 ПЕРАХОДНЫМ1 МЕТАЛАМ1

Ключавыя словы: дыэлектрычная прашкальнасць, пераходныя металы, скачковы абмен зарадам1, электронны парамагштны рэзананс (ЭПР), структурныя дэфекты.

Мета да.вымярэння дыэлектрычнай пранжальнасщ 1 праводнасщ на пераменным току 1 ЭПР даследвалкя узоры крышталяу шэрагу злучэнняу А2В6 з псраходным! металамк Сс11-хМпхТе (0<х<0.7), 7,т-хМпхТе (0<х<0.53), Сё1.хРехТе (0<х<0.03) 1 Сё^Рсх^с (0<х<0.14).

У рабоце развка мадэль дыэлектрычнай пранкальнасщ моцнадэфектных камненсаваных пауправадншоу, заснаваная на з'яве гэрм1чна актываванага скачковага абмена зарадам! пам1ж нейтральным! дэфектамк Асабл1васщ паводзш дыэлектрычнай пранжальнасщ 1 праводнасщ на пераменным току злучэнняу С(11-хМпхТе, 7п1-хМпхТе, Сс1|.хРехТе 1 Сс11-хРех5е у залежнасщ ад тэмпературы \ частаты вымярэнняу звязваюцца са змяненням1 у электронна-дэфектнай падсыстэме крышталяу, абумоуленых варЧраваннем у ¡х рашотцы канцэнтрацьп атамау Мп 1 Ре.

Прыводзяцца заканамернасщ змяненняу параметрау спектра^ ЭПР матэрыялау Сё|-хМпхТе 1 7т-хМпхТе у залежнасщ ад канцэнтрацьй атамау Мп, установлена карэляцыя пам1ж ¡х дыэлектрычным1 1 парамагштным1 уласщвасцям1. Створаны высокаадчувальны датчык тэмпературы, рабочым элементам у яюм з'яуляецца злучэнне Cdo.895Feo.iosS с.

SUMMARY

Shostak Yuri Antonovich DIELECTRIC PROPERTIES OF THE A2B« COMPOUNDS WITH THE TRANSITION METALS

Key words: dielectric permittivity, transition metals, jumping recharging of carriers, electron spin resonance (ESR), structural defects.

Crystals of the series of A2B6 compounds with the transition metals: Cdi-xMnxTe (0<x<0.7), Zni-xMnxTe (0<x<0.53), Cdi.,Fe,Te (0<x<0.03) and Cdi-xFexSe (0<x<0.14), were studied using the dielectric permittivity and the alternative current conductivity, and ESR measurements.

A model of the dielectric permittivity in strongly disordered semiconductors based on the phenomenon of thermally activated jumping recharging of carriers between the neutral defects was developed in the studies. The behavior peculiarities of the dielectric permittivity and the alternative current conductivity for the Cdi-xMnxTe, Zni-xMnxTe, Cdi-xFexTe and Cdi-xFexSe compounds in wide ranges of temperature and frequency measurements were found to be connected with the changes in the electron-defect subsystem of crystals caused by the variation of content of Mn and Fe atoms in its lattice.

The regularities of the ESR spectra changes parameters in the Cdi-xMnxTe and Zni-xMnxTe materials are presented. The correlation between their dielectric and paramagnetic properties is established. The highly sensitive temperature sensor was designed on the CdomFeo losSe compound as a working element.

Шостак Юрий Антонович

Диэлектрические свойства соединений АгВ6 с переходными металлами

Автореферат диссертации на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук

Подписано к печати 23.05.97. Формат 60x84 1/16. Бумага N 1. Объём 1 п.л. Заказ N 288 . Тираж 100 экз. Отпечатано на ризографе ЦИТ Белгосуниверситета 220050 Минск, пр.т Ф. Скорины, 4.