Электрофизические свойства аморфного антимонида галлия тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.07 ВАК РФ

МОСКОВСКИЙ ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ

На правах рукописи

ЛЯГОШ Александр Геннадьевич

УДК 539.213.2

ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АМОРФНОГО АНТИМОНИДА ГАЛЛИЯ

Специальность 01.04.07. - физика твердого тела

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

МОСКВА - 1990

Работа выполнена в Институте общей физики Академии Наук СССР

Научные руководители - доктор физико-математических наук,

лауреат Государственной премии Ю.В.КОСИЧКИН

кандидат физико-математических наук С.В. ДЕШШЕВ

доктор физико-математических наук С.М.Чудинов

доктор физико-математических наук В.А.Вентцель

Физический институт АН СССР им. П.Н.Лебедева

Официальные оппоненты -

Ведущая организация

Защита диссертации состоится " 26« о&Р-яссГря. 199 От. в /б.ро часов на заседании специализированного Совета К 063.91.09 факультета проблем физики и энергетики Московского физико-технического института по адресу: г.Москва, ул. Профсоюзная, д.84/32, кор. В-2.

Отзывы направлять по адресу. 141700, г.Долгопрудный, Московской обл.. Институтский пер. 9, МФТИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МФТИ.

Автореферат разослан "23" КеЛС^Л, 1990 г.

*

Ученый секретарь специализированного Совета

канд. технических наук Н.П.Чубинский

.; I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТУ

^.(д-7.1 Актуальность теш

последние годы интересы исследователей, . изучающих неупорядоченные системы, все больше и больше, смещаются в область аморфшх материалов и, в частности, аморфных полупроводников. Это обусловлено прежде всего возрастающим масштабом практического применения "эзупорядоченнкх полупроводников. В настоящее время на основе аморфных полупроводников созданы солнечные батареи, разнообразные структуры с р-п и р-1-п переходами, транзистора, устройства для записи оптической информации, элементы ИК-оптики и различные датчики.

В то же Бремя не снижается острота проблем, возникающих при фундаментальном изучении разного рода систем со случайным потенциалом и, в частности, аморф-шх полупроводников. Это объясняется как специфическими трудностями описания систем, где отсутствует трансляционная гимметрия, так и растущим объемом экспериментальной информашш. Кроме того, поскольку термодинамически аморфная матрица местастабильна, то случайный потенциал в общем случае может эволюционировать во времени в результате процессов структурной релаксации или кристаллизации, что также вносит своя специфику в исследование физических свойств аморфных материалов.

Рассматривая объекты, с изучением которых связаны успьхи

физики некристаллического состояния последнего времени, несложно

убедиться, что в большинстве случаев речь идет о материалах

получешшх с помощью тонкопленочной технологии. Не являются

исключением и такие стандартные материалы современной электроники

- ч ч

как кремний, германий к полупроводники группы А В . Тем не менее сравнительно недавно для случая энтимонида галлия в ИФВД АН СССР была продемонстрирована возможность синтеза объемного аморфного полупроводника группы А3В5 методом закалки расплава под давлением. В результате для исследователя оказались доступными образца, существенно отличающиеся от обычных аморфных пленок.

В связи с этим выбор объемных образцов а-ваБЬ, полученных закалкой в условия:': высокого давления, в качестве объекта исследования определялся несколькими причинами.

Во-первых, полученные таким способом объемные образцы а-саБЬ, остаются довольно "экзотическим" объектом, физические

свойства которого исследованы значительно меньше по сравнению с аморфными пленками.

Во-вторих, Оило установлено, что структура и электрофизические свойства объемных образцов а-саэь оказываются весьма чувствительными к условиям приготовления, причем дополнительные способы варьирования случайного потенциала в системе и управления параметрами образцов связаны с использованием смесей аморфной и кристаллической фаз (а-сазь)1_х(к-сазь)х. В такой ситуации открывалась возможность использования а-саБЬ в качестве модельного объекта с целью выяснения взаимосвязи механизмов амортизации с физическими свойствами образцов. Однако, к моменту начала данной работы такие данные отсутствовали.

В третьих, аморфная Фаза у объемных образцов а-саэь стабильна при комнатной температуре, что существенно облегчает постановку экспериментов.

Отметим также, что с точки зрения понимания природы амортизации тетраэдрических полупроводников, а также для практических приложений, значительный интерес вызывает систематическое исследование зависимости структурных и электрофизических свойств а-саэь от условий синтеза.

Цель работы заключалась в комплексном изучении гальваномагниткых и электрофизических свойств объемных образцов а-саэь в области температур 1.6»т*500 К и диапазоне магнитных полей 115150 кЭ, в исследовании влияния изменений условий синтеза на структуру и электрофизические свойства аморфного айтимонида галлия, а также в изучении кинетики кристаллизации а-ваБЬ электрофизическими методами.

Научпая новизна работы

В работе проведено комплексное исследование электрофизических и гальваномагнитных свойств объемных образцов аморфного антимошща галлия. Показано, что аморфизация антимонида галлия при воздействии высоких давлений 70-50 кбар наблюдается независимо от режима температурной обработки в диапазоне 20-1300°С. При этом изменение температуры синтеза под давлением индуцирует пере/од металл-изолятор (ГШ) в электрофизических свойствах а-саБЬ.

Предложена иеразрушающая методика определения раздельной

концентрации компонент в образцах, представляющих собой смесь аморфной и кристаллической фаз, на основе корреляционного анализа кривой почернения рентгеновских дебаеграмм. Проанализирована с этой точки зрения структура.образцов а-саБЬ.

Исследована методом измерения удельного сопротивления кинетика процессов структурной релаксации и кристаллизации, определены температура кристаллизации т =350-420 К и энергия активации кристаллизационного процесса Еа=1.2 эВ.

Обнаружено на металлической стороне ШИ возникновение индуцированной аморфизацией сверхпроводимости с Тс~7-10 К. Показано, что сверхпроводимость у а-сазь является метастабильной и может обусловлена разупорядочешшми кластерами нестехиометрического состава сахБЬ1_х (х>о.5). Измерены и проанализированы критические параметры сверхпроводящей фазы в образцах а-ваБЬ.

Проведено исследование импульсного возбуждения образцов а-саяь. Обнаружена заметная чувсвительность проводимости металлических образцов а-вавь к неравновесному воздействию импульсов тока с амплитудой 1-(1-6)•102 А/см2.

Показано, что наблюдаемые электрофизические свойства образцов а-саэь с металлической стороны ИЛИ могут быть объяснены с точки зрения существования в образцах подсетки металлических каналов, обуславливающей переход металл- изолятор, сверхпроводимость при низких температурах и другие наблюдаемые свойства.

Практическая ценность результатов работы

Полученные в диссертационной работе результаты способствуют дальнейшему развитию знаний о природе и свойствах аморфного состояния полупроводников и позволяют провести сравнительный анализ электрофизических свойств объемных образцов а-савь и аморфных пленок антимонида галлия.

Исследование влияния условий синтеза на структуру и электрофизические свойства а-саэь ведет к дальнейшему углублению понимания природы. аморфизации вещества в условиях высокого давления.

Важность этих этих результатов связана со все более широким применением аморфных материалов в электронике и других областях.

Апробация работ

Основные результаты диссертационной работы, докладывались на х Всесоюзной конференции по физике полупроводников /17-19 сентября, 1985 г.,Минск/; на 12 Международной конференции по аморфным и жидким полупроводникам (icals 12) /24-28 августа, 1987г., Прага/; на Международной конференции по физике и технике высоких давлений (ichp) /24-29 апреля, I9i39r., Троицк, Московская область/; на Международной школе по физике конденсированного состояния (iscmp) /19-27 сентября, 1988г., Варна/; на xxxii .1 xxxiii конференциях МФТИ.

Публикации

По результатам диссертации опубликовано семь печатных работ.

Ср.уктурэ н объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и ■ содержит /63 страниц машинописного текста, включая 37 иллюстраций, 7 таблиц и список литературы из III найме нозаш!й.

II. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введешт ~ обоснована актуальность теш диссертациошюй работы, сформулированы основные цели исследования, кратко изложено распределение материала по главам.

Первая глава предстезляет собой литературный обзор, где рассмотрена известные экспериментальные данные и основные теоретические представлений о структуре и физических свойствах кристаллического и аморфного ани.жэнида галлия, а также способы сМОРфИЗацИИ GaSb.

До недавнего времени полупроводники с тетраэдрической координацией связей (si, Ge, соединения AB) в разупорядоченном состоянии исследовались только в виде пленок. Согласно литературным данным плавление тетраэдрических полупроводников, включая антимонии галлия сопровождаемся уменьшением и существенной перестройкой ближнего порядка. По зтой причине получить аморфные образцы данного класса веществ обычными мзтодами закалки расплава (Р=1 атм) не удавалось.

В случае антимонида галлия ситуация существенно изменяется в области давлений' Р>60 кбар, когда происходит фазовый переход

сазы —»саБЬи в металлическую фазу, близкую по своей структуре к расплаву. Возможность амортизации вд^ь с помощью низкотемпературной закалки фазы высокого давления савьи была продемонстрирована еще в 1955 году (Мак Доналд и др.), однако дальнейшее развитие это направление получило лишь в 1989 году (Е.Г.Понятовски!! и др).

В 1984 году в НФВД была разработана методика синтеза объемных образцов аморфного гктимонида галлия, методом закалки расплава в условиях высокого давления (С.В.Попова и др.).

В главе .представлены данные о структуре и тепловых свойствах объекшх образцов а-слэь, достаточно хорошо исследованных к настоящему времени. Однако электрофизические свойства а-ваБЬ в объемном виде и их взаимосвязь с условиями синтеза практически не изучались, что и обус-овило значительный интерес к их исследованию.

В главе приводятся также основные свойства кристаллического антимонида галлия, необходимые для сравнительного анализа. Рассматриваются фазовые с-Т и Р-Т диаграммы саБЬ, вагапе для анализа технологических аспектоз амортизации. Кроме того, обсуждаются известные структурные и электрофизические свойства аморфных пленок антнмонида галлия.

Вт рая глава посвящена описанию экспериментальной установки и методами эксперимента.

В первой части главы рассматривается методика синтеза объемных образцов аморфного знтимонлда галлия. Описан способ создания высокого давления (?*90 кбар) с помощью камеры типа "тороид" к градуировка камер по известным фазовым переходам в в1 и ва для измерения величины давления. Рассмотрена методика получеши и контроля высоких температур (20°С*Тз1500°С) в ходе синтеза. Приводятся основные типы контейнеров высокого давления для образцов о прямил и косвенным разогревом 'образца под давлением. Обсуждается погрешность измерения давления и температуры при получении образцов а-саБЬ.

Кратко описан рентгеноструктурный метод контроля СПНТезИруеШХ СОрЗЗЦОВ а-Са£Ь.

Во второй части главы описывается установка для электрофизических и гальваномагнитных измерений в широком диапазоне температур (1.6 К *Т*500 К) и магнитных полей (М50

кЭ).

Магнитные измерения проводились на установке "Соленоид" (ИОФАН) и в сверхпроводящем соленоиде (н^бО кЭ). Измерение температуры осуществлялось с помощью термопар медь-константан (200 К sTsSOO К) и cu-Gu+o.i%Fe (4.2 К Т^зоо к). Температуры ниже 4.2 К достигались откачкой паров жидкого гелия.

Рассматривается система термостабилизации образца с Применением температурного КОНТрОЛЛера РТС (Oxford Instruments) . Приведена конструкция вакуумируемой вставки, позволявшей проводить исследования как при низких температурах (1,8-300 К) , так и при температурах выше комнатной (300-500 К), в одном цикле измерений без перемонтажа образца.

Обсуждаются особенности измерения удельного сопротивления р методом Ван дер Пау. применявшемся в работе, и способы получения зависимостей, удельного сопротивления р от времени t и магнитного поля Н.

Подробно описана установка для исследования вольт-амперных характеристик импульсным методом, позволяющая получать одиночные и периодическио прямоугольные импульсы тока с максимальными выходными параметрами 90 В и ВО А и длительностями 5-1000 мкс.

Проведен анализ погрешности измерений в электрофизических экспериментах. Кратко рассматриваются програшше средства ЭВМ и численные алгоритмы, использовавшиеся для обработки данных.

В тертьой главе приводятся результаты исследования влияния условий синтеза на структуру и электрофизические' свойства образцов антоимонида галлия, а также рассматриваются релаксационные и кристаллизационные процессы у a-GaSb.

Для амортизации антимонида галлия под давлением существенным оказывается превышение давления фазового перехода Gasbi -+Gasbii Р-60-70 кбар.

Обнаружено, что изменение режима температурной обработки под давлением в диапазоне температур 20^Т*1300°С и скоростей закалки IídT/dtslo3 К/с не приводит к существенным изменениям структуры синтезируемых образцов антимонида галлия. Получаемые образцы оказывались рентгеноаморфными и содержали небольшую примесь (-10-20%) кристаллической Фазы Gasb. Вместе с тем варьирование единственного параметра температуры аштеза - Тсинт ПРИ фиксированных остальных приводит к существенному изменению электрофизических свойств синтезируемых образцов a-GaSb.

р. Ом см

Рис. I. Зависимость некоторых характеристик объемных образцов а-саэь от температуры синтеза.

а) Удельное сопротивление (1-Т=4.2 К, 2-Т=Ю0 К 3-Т=300 К).

б) Энергия активации и температура сверхпроводящего перехода.

в) Рентгеновская концентрация кристаллической фазы.

г) Длина когерентности в аморфной фазе а-с,аяь.

(зменение температуры нагрева под давлением Тсш1т индуцирует

юреход-моталл изолятор (ШК) в районе Т^1ЩТ«800оС (рис.1, а), приведены данные для Рсшт=90 кбар).

Обрэегет на себя внимание, что изменение удельного сопротивления при гелиеЕых температурах достигает ~Ю10 раз.

На диэлектрической стороне перехода (Тскнт<800°С) для Т*ЮОК температурная зависимость р следует активациснному закону

р =* ''о ^Ьф) (1)

с энергией активации Еэ=(0,2-0,25) эВ (рис. 1,6), близкой к соответствующему значению для аморфных пленок ваБЬ. В области низких температур (Т^20 К) зависимость (I) переходит в закон Мотта (рис. 2):

т 1/4

р = Р0У . (2)

где величина Т изменяется в интервале 2-102-3-104 К, уменьшаясь при увеличении ТСШ1Т-

На металлической стороне перехода (Тсшт>800°С) у а-йззь для Г®200 К наблюдается квазиметаллический ход проводимости, а при Т*8 К начинается сверхпроводящий переход (рис. 3, кривая I), причем температура начала сверхпроводящего перехода Тс слабо зависит от Тсшт (рис. I, б). Отметим, что для известных кристаллической и аморфной тетраэдрической фазы ваБЬ сверхпроводимость не характерна, а использованная в настоящей работе схема синтеза позволяла исключить загрязнение образца посторонними примесями (отсутспие которых контролировалось м-а с спектрометрическим методом).

Далее в главе приводятся данные до структуре образцов а-йаБЬ, синтезированных в условиях высокого давления. Анализ длины когерентности рассеяния рентгеновских лучей в аморфном антимониде галлия ь показывает, что рентгенографически аморфная фаза в образцах а-БаБЬ одинакова по обе стороны ИМИ и имеет характерную длину среднего порядка ьМЕ0-ь«21 А.

Для количественного определения доли кристаллической фазы, присутствующей в а-ваБЬ предложена оригинальная корреляционная мосодика. Из кривой почернения дебаеграмм можно получить

] р, Ом-см

юЧ

Ю6{

10^

КГ

10-

юЧ

0.1 0.2 О.'З 0.4 0.5 0.6 0.7

Рис. 2. Температурные зависимости удельного сопротивления еысокоомкых образцов з-сазь в координатах 1п(р^(Т-1^). I - ТСИН1,=350°С; 2 - 450°С; 3- 670°С; 4 ~ 740°С.

зависимость структурного фактора рассеяния образца i(k) (k=(4rr/A)sine, х- длила волны рентгеновского излучения, е- угол рассеяния). Показано, что отношение концентраций кристаллической и аморфной фаз мс/ма монет быть определено из отношения сверток функции i (и) со структурным фактором кристалла С(К) и аморфной фазы Л (К) - i(k)*CO:)/i(k)*A(k), при дополнительных модельных предположениях о характере уширения кристаллических линий в спектре Gasb. Описана процедура калибровки методики. Результаты расчета nc для образцов a-Gasb, полученных при различных ТСКН7 приведены на рис.1, в).

Показано, что не может играть роль параметра порядка, задающего изменение электрофизических характеристик, только у образцов на диэлектрической стороне ГШ, причем гначения электропроводности, характерные для "металлических" образцов не достигаются вплоть до n -бо%. Более того электропроводности "диэлектрических" (Тсшт<800°С) и "металлических" (TCKHT>8Q0°C) образцов с равным содержанием кристаллической фазы отличаются более чем в 100 раз. Таким образом, образцы полученные при Тсинт<гсинт*600 к 11 о0л£|ДаюЩие сверхпроводимостью пршгципиалыю отличаются по своим свойствам от образцов а-сазь на диэлектрической стороне 1ЫИ.

Релаксационные и кристаллизационные свойства образцов a-Gasb изучены методом пошагового нагрева с последующей регистрацией при фиксированной температуре временной зависимости р(t). Обнаружено, что в области температур (300-340) К наблюдается слабый рост удельного сопротивления, который можно, по-видимому связать с релаксацией аморфной подсетей Gasb. В области Т=(350-420) К происходят кристаллизация a-Gasb, сопровождающаяся' уменьшением р.

Обнаружено, что в интерзале температур, отвечающих кристаллизации показатель Аврами в пределах экспериментальной ошибки равен I и концентрация аморфной фазы убывает по закону:

К - N. (0)•ехр

а "а*"' г J (3)

Проведен анализ температурной зависимости времени фазового

превращения х (,т.)„ определена энергия активации процесса кристаллизации Еа=1.2 эВ-.

Четвертая1 глава, посвящена, исследованию сверхпроводящих свойств объемных образцов*arGasb с металлической стороны перехода

10

5

О

2 5 10 20 50 ЮО 200

Рис.3. Температурные зависимости удельного сопротивления и магнитосопротивления (образец 7В)

I - р(Т) для Н=0: 2 - Н=133 кЭ 3 - ьр/р(Т) в поле Н=133 кЗ для измерительного тока г=о мА.

металл-изолятор.

Применение усовершенствованной методики ситеза с использованием контейнера высокого давления из nací и схемы косвенного нагрепа позволило получить сверхпроводящие обрззцы a-Ga.'ib с ПОЛ!].'.",! рОЭИС'ГПВНЫМ ПерСХОДОМ (рНС.З, КрНВа.Я I), КОТОРЫЙ полностью подавляется магнитна:.; полем Н^ЮО кЭ (рпе.З, кривая 2).

Обнаружено, '¡то сверхпроводящий переход в a-cisb происходит в широком те^П'.'-ратуриом диапазоне 1.6-8 К (рио.З). Такое поведение может оить связано с тем, что сверхпроводимость в л-casb имеет кластерную природу с дисперсией критических аемпорэтур различных класетроз.

В связи с эти:.: исследованы перколяцпоннке свойства сверхпроводящей ^ази в области образования бесконечного сверхпроводящего ь -¡'¡стсра (соответствующего р=0). Показано, что обращение удельного сопротивления в нуль :.;о;кш описать соотношением:

I v- rs

(4)

с критическим индексом s=I.9±0.2 (vs- объемная доля сверхпроводящей фазы и v - критическая доля сверхпроводящей фазы, соотпетствущгя образованию бесконечного кластера и р=о).

Исследованы диамагнитные свойства образцов а-сазь (рис.4, кривая I). При этом характерная величина магш:тной восприимчивости |х|-Ю-0 оказалась значительно ниже, чем мокко было ожщать, если величину 4it|*| отожествить с объемом сверхпроводящей фазы v . Тогда в области р=о, следовало Ск ожидать vs-4ir|z!>v , где критическая доля согласно теор:т протекания vp-0.I7. Данное расхождение позволило оценить максимальный размер сверхпроводящих кластеров соотношением

_7

а/л=5-10 , где л - лондоновская глубина проникновения.

Померены максимальное критическое полз и ,\0)*95 кЭ (спс.4, кривая 2) и критический ток хс-Ю сверхпроводящей фазы з

a-GaSb.

Далее в главе рассматриваются метастабильные свойства сверхпроводящей фазы у a-Gasb. Обнаружено, что сверхпроводимость в иморфпом антпмониде галлия существенно подавляется при кристаллизации тетраэдрическоп аморфной фазы при Т=150°С. Однако, даже поело длительного (порядка нескольких часов) отжига при

№ 80 60 40 20

О

0/ 2 3 4 5 6 Т,К

Рис.4. Критическое поле Н 2(Т) (образец № 7В) и магнитная восприимчивость *(Т) (образец № 4В), измеренная в поле модуляции Н--0.55 э.

температуре Т=150°С сверхпроводящие свойства частично сохраняются. - Полное исчезновение сверхпроводящих класетров наблюдалось лишь при нагреве до температуры Т~350°С.

Поскольку аморфный антимония галлия является нетрадиционной системой со сверхпроводимостью, проведен фазовый и химический анализ природы сверхпроводимости у a-Gasb. Показано, что сверхпроводящие свойства a-Gasb могут Сырь обусловлены наличием разупорядоченных областей нестехиометрического состава са sb с избытком Ga (х>о,5), имеющих металлические свойства и обладающих сверхпроводимостью. Возникновение таких кластеров в объема образца может быть связано с плавлением антимонида галлия в условиях высокого давления при синтезе образцов, когда температура синтеза превышает 800 °С.

Вероятно, чтс переход металл-изолятор у a-Gasb, вызванный изменением условий синтеза имеет ту же физическую природу, то есть обусловлен возникновением в объеме образца шунтирующей подсетей каналов, обладающих металлической проводимостью.

В заключение главы iv на основании критических характеристик сверхпроводящей фазы у a-Gasb и сделанных предположений о природе сверхпроводимости выполнена оценка параметров сверхпроводимости у a-Gasb: глубины проникновения а , длины когерентности с и параметра Гинзбурга-Ландау к (см.табл.1), а также среднего размера сверхпроводящих кластеров а-200 А.

Таблица i. Параметры сверхпроводящего состояния у

a-GaSb.

А С. А к а, А Д(о),мэВ 9(ЕГ), см-3мэВ-1

4100 72 57 200 0.68 1-1018

Пятая глава диссертации посвящена изучению воздействия

импульсов тока большой амплитуды (>(2-6)-Ю2 А/см2) на проводящие свойства аморфного антимонида галлия.

Подсетка металлических каналов, образующаяся в образцах

а-саБЬ с металлической стороны перехода металл-изолятор приводит к топологически неоднородному распределению тока в образце при его пропускании и, как следствие, существенно неоднородному разогреву образца при импульсном воздействии тока.

В такой ситуации можно ожидать заметной чувствительности проводимости образцов а-ваБЬ к неравновесному воздействию импульсов тока большой амплитуды.

Обнаружено, что пропускание одиночных импульсов тока с амплитудой ^200 А/см2 и длительностью ^50 мкс приводит к резкому скачкообразному изменению удельного сопротивления образцов а-ваБЬ в равновесном состоянии. Изменения электропроводности после подачи импульса, измерение на слабом

о

токе (^0.2 А/см носят квазистохастический характер и происходят, как с увеличением р, так и с уменьшением удельного сопротивления.

Рентгенографически показано, что воздействие импульсов тока сопроовждается постепенной кристаллизацией аморфной фазы сэбь. Тем не менее скачки р исчезают лишь при полной кристаллизации а-саэь (характерное, число импульсов п>(2-3)-103). Обращает внимание тот факт, что диапазон изменения р при импульсном возбуждении в 2-3 раза превосходит амплитуду уменьшения р при кристаллизации.

Выполненная оценка среднего разогрева образца при подаче импульса дт показывает, что в условиях эксперимента величина дт удовлетворяет условию дт*2-3 К и не достигает характерных температур начала структурной .релаксации и кристаллизации. Поэтому неоднородность энергетического воздействия оказывается существенной и флуктуации сопротивления могут быть обусловлены как структурными изменениями в областях с сильным локальным перегревом так и реализацией процессов взрывной кристаллизации. Естественно считать, что увеличение р связано с разрушением металлических аморфных областей ва йь (х>о.5), а падение р наблюдается при кристаллизации диэлектрической матрицы а-саБЬ.

Данная схема влияния импульсов сильного тока на морфологию и фазовый состав образцов а-саБЬ подтверждается экспериментами по воздействию на образец периодической последовательности импульсов. Показано, что в такой ситуации канал изменений р, связанных с взрывной кристаллизацией подавлятся и флуктуации удельного . сопротивления усредняются, в результате чего отличие

системы но внешнее воздействие приобретает регулярный характер. При этом нерзыювеслоеть возбуждения а-ба.чь проявляется в сильном (более чем в 20 раз) увеличении амплитуды изменений р, связанных со структурной релаксацией неупорядоченной матрицы.

Ш. ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. Исследовано влияние условий синтеза на электрофизические свойства объемных образцов аморфного антимонида галлия. Показано, что изменение температуры синтеза при фиксированном давлении в области гг£Ю кбар индуцирует переход мзталл-изолятор (ГШ), проявляющийся в электрофизических свойствах синтезируемых образцов, причем, :<чектрспроволность аморфного сазь при гелиевых температурах изменится в 10*раз.

2. Разработана нерэзрушающэя методика определения раздельной концентрации компонентов в образцах, представляющих собой смесь аморфной и кристаллической фаз. Способ определения доли кристаллической фазы х основан на корреллциошюм анализе кривой почернения рентгеновских дебаеграмм и позволяет определять значения х в широком интервале 0*х=Ю.8. Данная схема использована для количественного анализа фазового состава образцов а-сагь при описании ПМИ в аморфном антимонвде галлия.

3. На металлической стороне перехода металл-изолятор у а-казь методом исследования температурных и временных зависимостей удельного сопротивления определены температура кристаллизации Ткр=(350-420) К н энергия активации кристаллизационного процесса Ед=1.2эВ.

4. Обнаружено и исследовано явление индуцированной амортизацией сверхпроводимости у образцов а-яаБЬ на металлической сторюно перехода металл-изолятор. Ноядено, что сверхпроводящий переход косит разштнП характер и сопротивление плавно обращается в куль в интервале 1.8<Т<8.6К. Установлено, что верхнее критическое поле "^(О) составляет 95 кЭ. Показано, что сверхпроводимость у а-саБЬ является мзгастабильной, к образцы ■ утрачивают сверхпроводящие свойства после отжига аморфной фазы. Предложена модель, объясняющая возникновение сверхпроводимости у а-г,азь формированием сверхпроводящих кластеров характерного размера -200А к имеющих фазовый состав сах.чь1_.,, отличающийся от стгхномотрического.

5. Найдено, что воздействие импульсов тока большой амплитуда (j >200 А/см2) на металлические образцы a-Gasb приводит к существенному изменешио электропроводности образцов, причем изменение проводимости носит характер случайного скачкообразного переключения между состояниями образца с различными значениями удельного сопротивлешм. Такое поведение связывается с чувствительностью электропроводности к локальным структурным изменениям в подсетке металлических каналов и к частичной кристаллизации диэлектрической аморфной матрицы, вызываемыми импульсам! тока.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих научных работах:

1. Демишез C.B., Косичюш Ю.В., Ларчев В.П., Ляшш Л.Г., Мельник H.H., Попова C.B., Скроцкая Г.Г., Черняк C.IÎ. Влияние разупорядочения кристаллической структуры на кинетические свойстза антимонида галлия. ~ Тезисы докладов х Всесоюзной гонферентга по фчзш;е полупропрошдников, 17-19 сентября 1985г., Минск. -Часть2, Минск, 1985г., с. 96-97.

2. Демишев C.B., Косичкпн Ю.В., Ларчев В.П., Ляшш А.Г., Попова C.B., скроцкая Г.Г., Случанко Н.Е. Явление случайного иереклйченин в аморфном антимониде галлия// Письма в ЖЭТФ, I5d7. - Т.45, в.12, с. 574-577.

3. Damishev S.V., Kosichkin Yu.V., Lyapin A.C., Sluchanko U.E.,

Aleksandrova M.M., Larctiev V.l., Popova S.V., Skrotskaya G.G. The 3 5

Bulk Amorphous А В Semiconductor: Technological and physical Aspects// J. Hon-Cryst. Sol.,19B7. -V. 97Î.98, pp. 1459-1462.

4. Демишез C.B., Косичгаш Ю.В., Ларчев В.И., Лялин А.Г., Попова C.B., Скроцкая Г.Г., Случанко Н.Е. Структурная релаксация к кристаллизация объемных образцов аморфного антимонида галлия// ФТП, 1988. -Т.22, в.9, C.I666-I67I.

5. Демишев C.B., Косичкин D.B., Ляшш А.Г., Случанко Н.Е. Низкотемпературные аномалии магнитоэлектрических свойств в аморфном антимониде галлия// Письма в ЖЭТФ, Г988. -Т.47, з.12, с.654-657.

6. Демишев C.B., Косичкин Ю.В,, Ляпин А.Г., Случанко Н.Е., Черняк С.Е. Гальваномагнитные свойства разупорядоченного антимонида галлия при низких температурах// ФТТ, 1988. -Т.30, в.12, с.3691-3697.

7. Демишев C.B., Косичкин D.B., Лялин А.Г., Случаико Н.Е., Шарамбеян U.C. Индуцированная аморфизацпей сверхпроводимость в a-Gasb. - Тезисы докладов Международной конференции по физике ц технике высоких давлений (ichp), г. Троицк, 1989, с.28.

Ш>ТИ 15.II.90 г.

заказ ïï тир. 100 экз.