Электрофизические свойства твердых растворов на основе PbTe:Tl и SnTe:In при изовалентном замещении атомов в подрешетке халькогена тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ ИМ. А.Ф.ИОФФЕ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

Ч

ЧЕРНЯЕВ Антон Валентинович

на правах рукописи

ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ НА ОСНОВЕ РЬТе:Т1 и 8пТе:1п ПРИ ИЗОВАЛЕНТНОМ ЗАМЕЩЕНИИ АТОМОВ В ПОДРЕШЕТКЕ ХАЛЬКОГЕНА

01.04.10 - физика полупроводников

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

САНКТ-ПЕТЕРБУРГ 2005

Работа выполнена в Санкт-Петербургском Государственном Политехническом Университете и в Физико-Техническом Институте им. А.Ф.Иоффе Российской Академии наук, г. Санкт-Петербург.

Научный руководитель: доктор физико-математических наук,

профессор С.А. Немов

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор И. А. Смирнов доктор физико-математических наук, профессор К.Г. Иванов

Ведущая организация:

Российский государственный педагогический университет им А.И. Герцена

Защита состоится "€> " 2006 г. в (0_ часов на заседании

диссертационного Совета К 002.205.01 Физико-технического института им А.Ф. Иоффе Российской Академии наук по адресу: 194021, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 26.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Физико-технического института им. А.Ф. Иоффе РАН

Автореферат разослан " -3 " ьЫС^ртС} 2006 г. Учёный секретарь диссертационного совета К 002.205.01,

кандидат физико-математических наук С.И. Бахолдин.

¿OOCft

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы. Халькогениды свинца и олова, а также твердые растворы на их основе имеют уникальные физические свойства, что определяет как научный интерес, так и их широкое практическое использование, например, в инфракрасной технике, оптоэлекгронике, термоэлектрических преобразователях энергии, тензометрии Благодаря малой ширине запрещенной зоны эти материалы применяются в качестве детекторов инфракрасного излучения в средней и дальней области спектра. Возможность достижения высоких концентраций носителей заряда наряду с относительно высокими значениями коэффициента термоэдс и относительно низкой теплопроводностью обуславливает их высокие термоэлектрические свойства.

Особый интерес представляет исследование физических свойств легированных халькогенидов свинца и олова примесями III группы. Индий в SnTe и таллий в PbTe, PbSe, PbS образуют квазилокальные энергетические уровни, расположенные на фоне разрешенного спектра валентной зоны, наличие которых приводит к пиннингу уровня Ферми Ер, резонансному рассеянию дырок в примесные состояния, а также к возникновению сверхпроводящего перехода с критической температурой Тс, достигающей гелиевых температур в твердых растворах Pb]-xSnxTe:In.

Состояния примесей III группы в AIVBVI формируются короткодействующим некулоновским потенциалом вследствие высокой диэлектрической проницаемости материалов, малой эффективной массы носителей заряда и высокой концентрации электрически активных собственных дефектов, поэтому их параметры сильно зависят от состава матрицы. В связи с этим замещение атомов матрицы является эффективным способом управления параметрами сверхпроводящего перехода, индуцированного примесями III группы Сверхпроводимость, наблюдаемая в данных материалах, тесно связана с резонансным рассеянием носителей заряда в примесные состояния Данное обстоятельство позволяет использовать сведения о сверхпроводящих свойствах таких материалов для изучения примесных состояний и зависимости их характеристик от состава матрицы

Необычно также поведение примеси олова в халькогенидах свинца Изовалентные примеси в полупроводниках обычно имеют нейтральный характер. Однако, в PbS и в PbSe атомы Sn, образуя глубокие донорные уровни в запрещенной зоне и на фоне зонных состояний вблизи потолка валентной зоны соответственно, могут проявлять электроактивность, что наблюдается, например, при введении акцепторной примеси (Na или TI) При этом происходит ионизация нейтральных (относительно металлической подрешетки) атомов олова Sn+J с захватом двух дырок и образованием заряженных центров Sn+4, т.е. атомы Sn являются центрами с

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ i

библиотека

офиилелышй корреляционной энергией.

Для создания более адекватной физической модели, описывающей проявления примесных состояний в халькогенидах свинца и олова, необходимы новые экспериментальные данные. Знание закономерностей поведения примесей, характера пч влиянии па физические свойства и энергетический спектр позволит расширить вшможпосж практического использования данных материалов.

К момсту начала наших исследований оставались неизученными искфофнзпческне и сверхпроводящие свойства твердых растворов на основе впТе с нримссыо 1п при замещении атомов в подрешетке халькогена. Кроме того, несомненный интерес представляет исследование проявлений электроактивности агомов 8п в твердых растворах на основе РЬТе и влияние данного эффекта на резонансное рассеяние и сверхпроводимость.

Цс.ш днссср!анионной работы:

Общая цель диссертационной работы:

изучение проявлений примесных состояний (Т1, 1п, вп) в электрофизических свойствах (включая сверхпроводящие) твердых растворов на основе РЬТе:Т1 и Чп I с:1п при вариации состава в подрешетке халькогена.

В соответствии с целью диссертационной работы поставлены следующие

М (.1411

I Экспериментальное изучение проявлений примесных резонансных сосюяпий П в кинетических эффектах и сверхпроводящих свойствах твердых рас торов (НЬТе)|.5(РЬ$)г у < 0.2, при дополнительном легировании 8п.

2. Поиск электронных состояний примеси Бп и определение их зарядового состояния в твердых растворах (РЬТе)|.у(РЬ8)у вплоть до у 2 0.2 с уровнем Ферми фиксированным нримссыо Т1.

3. Обнаружение квазилокальных состояний 1п в четверных твердых рас Iворах и Sni.xliixTei.ySc,, у й 0.16, с фиксированным содержанием 1н .\-0.05 и х-0.16, оценка их энергетического положения и изучение сверхпроводящих свойств.

Методы исследования. Для решения поставленных задач использовались ь к-(мошне моIоды исследования: I) метод комплексного изучения явлений переноса - .ыекфопроводпосш, эффекта Холла, эффекта термоэде, поперечного )ффскы Пернем - Этгишсгаузепа - в интервале температур-77 + 400 К; 2) изучение сверхпроводящих свойств при сверхнизких температурах вплоть до 0.4 К и в матичных полях до 10 кЭ; 3) мессбауэровская спектроскопия.

Научная новизна диссертационной работы.

I. Ц 1всрлы\ растворах (1)ЬТе)|.)(РЬ8)у:(Т1, Бп) при содержании РЬЯ 10, 15 и 20 мол.% обнаружена элекгроакчивность изовалентной примеси приводящая к

лм'инс.м.мом) уменьшению роли резонансного рассеяния носителей заряда и подавлению сверхпроводимости вследствие изменения степени заполнения примесной полосы Т1 электронами.

2. Методом мессбауэровской спектроскопии установлено, что в диапазоне шчавои 0 1<\<02 твердых растворов (РЬТс)|.)(РЬ8)):(Т1.5>п) примесные соыояннм 8п являются центрами с отрицательной корреляционной энергией.

3 Изучено влияние замены атомов в подрешетке халькогена, а именно, I е -» Я. Те -» ве па параметры сверхпроводящего состояния соединений на основе .Чп1е 1н. Определены параметры сверхпроводящего перехода в четверных твердых ,\н |»1>р.1\ Х|1|.%ЬкТс|.,8е, при х = 0.05 и х = 0.16 и в 8ппм1пп^Темв... х = 0.05 при >£016

4. Установлена корреляция между изменением энергетического спектра ХпГе:1п мри замене атомов Те —» 8, Те —> 8е и параметрами сверхпроводящего перехода шердых растворов Sni.jInxTei.jSy и Sni.JnxTei.ySey.

Обоснованность и достоверность полученных результатов и выводов. оикшываоси на комплексном характере исследований - применении нескольких различных методов, каждый из которых хорошо изучен и многократно апробирован. Полученные экспериментальные "результаты достоверны благодаря их воспроизводимости при повторных измерениях и при измерениях на других лкеперимешальных установках, они находятся в согласии с современными жеиеримептальными данными об электронной структуре и энергетическом спектре исследованных материалов. Выводы, сделанные в настоящей работе, не промиюрсча! основным представлениям физики твердого тела и физики пч проводников.

Научно-практическая значимость диссертационной работы.

1. Подтверждена применимость модели квазилокальных состояний 1п для описания свойств четверных твердых растворов 8П|.х1пхТе1.у8у и 8П|.х1пхТе|.у8еу в сверхпроводящем и нормальном состоянии при содержании индия х = 0.16.

2 ОГ>иар) жен сверхпроводящий переход и определены его параметры в че1верпы\ 1всрдых растворах 8п).х1п,Те1.у8у и 8п).л1плТе|.>,8с), в широкой облааи ашшии, чю расширяет возможности практического исполмовапия данных \iaiepnii-ioii, например, в качестве материалов для сверхпроводящих приемников ИК излучения.

"1 11ро к'мопс 1 рироиана возможность управления сверхпроводящими июнетаип N111 с 1п ну|ем замещения атомов в подрешетке хапькогена.

4 Показана зффекшвнооь использования комплексною подхода еоиок>шюс1и нескольких методов исследования - для экспериментального изучения примесных сосюшшй 8п в твердых растворах (РЬТе)|.у(РЬ8)у:(Т1, вп).

Научные положения, выносимые на защиту.

1 В твердых растворах (PbTe)|.y(PbS)y, 0.05 < у < 0.2, легированных 2 ат.% нрнмссп II и примесью Sn до 3 ат %, атомы TI создают полосу резонансных сосюяннп. расположенную вблизи края Z-зоны тяжелых дырок.

2 11аблюлаемые для твердого раствора (РЬТс)0 ^(PbS)»os:(TI, Sn) особенности в 1емперагурных зависимостях электропроводности, коэффициентов Холла, 1срмо>дс, поперечного эффекта Нернста - Этгингсгаузена, а также существование сверчироно 1ЯШСГО перехода с Tt ~ I К, определяются наличием квазилокальных прпмсспыч сосюяпий "П и резонансным рассеянием дырок в полосу 1аллия.

) С\ met I пенное снижение роли резонансного рассеяния и подавление uicp\npono,uiMoeiH в твердых растворах (PbTe)|.y(PbS)y:(TI, Sn) по мере увеличения содержания в нем сульфида свинца до у = 0.1 связаны с проявляемой атомами олова ) |ек-|ротс1ивнос'1ыо, которая приводит к изменению степени заполнения >чекфонами полосы таллия kt и сдвигу уровня Ферми относительно нее.

4 Примесь Sn в твердых растворах (PbTe)|.y(PbS)y:(TI, Sn) при содержании I'hS 0 I < \ < 0.2 создает центры с отрицательной корреляционной энергией.

^ Основные особенное! и кинетических коэффициентов в четверных твердых растворах Sni_4In4Te|.ySy и Sn|.xIn4Te|.ySey удается объяснить в рамках модели квазилокальпых состояний индия, образующих частично заполненную носителями полосу, расположенную на фоне зон тяжелых дырок.

6 В четверных твердых растворах Sn|.xInxTe|.ySy и Sni.Jn^ei.jSe, I и»" мо i.icmi к* iumiciiMocm параметров сверхпроводящего перехода от состава MjiL'piw.m коррелирую! со взаимным расположением примесной полосы In и жаремумон валентной зоны данных соединений.

Публикации и апробация диссертационной работы.

Содержание диссертации отражено в 9 печатных работах, в том числе в трех аам.яч. опубликованных в журнале «Физика твердого тела», четырех докладах и ш\ч кчнеах докладов Основные результаты докладывались на V, VI и VIII Межкнл/шривенпом семинаре «Термоэлектрики и их применения» (Санкт-Петербург, 1996, 1998 и 2002 п.), на IV международной конференции "Material Science and material researches on infrared optoelectronics" (Киев, 1998 г.), на V Российской конференции по физике полупроводников (Нижний Новгород, 2001 г.), на межд\ народной конференции но физике твердого тела (Минск, 2005г.).

у ц)м.п|к1 н оГн.ем дисссртниониои работы. Диссертация состоит из кис iLiimi. чеилреч и an. 1аключеппя и списка Jiniepaiypbi.

(Кн.ем диссорищии 134 сфаницы, 46 рисунков, 9 таблиц, список литературы на 8 cipainiiuix. включающий 93 наименования.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ jtn введении обоснована актуальность выбранного направления исследований, сформулированы основные цели диссертационной работы, изложены научная и практическая значимость, защищаемые положения и дана общая характеристика работы.

В первой главе в соответствии с целью диссертационной работы - изучением проявлений состояний примесей в электрофизических свойствах твердых растворов на основе РЬТе:Т1 и SnTe:In - приведен обзор литературных данных об энергетическом спектре, кинетических эффектах и сверхпроводящих свойствах этих соединений. Кроме того, рассмотрены результаты по дополнительному легированию РЬТе Т1 и SnTe:In, а также даны сведения об особенностях поведения примеси Sn в сульфиде и селениде свинца.

Проблема примесных состояний в халькогенидах свинца и олова имеет специфику, связанную с особенностями данных материалов [1, 2] Для них характерны малые эффективные массы носителей заряда (m*~0.1m0), высокие концентрации электроактивных собственных дефектов (1018 см'3 и выше), высокие значения диэлектрической проницаемости, что обуславливает короткодействующий потенциал примеси и вследствие этого сильную локализацию примесных состояний.

Важное значение имеет также чрезвычайно высокая растворимость примеси In в SnTe и других соединениях AIVBV1, что позволяет приготавливать однофазные образцы твердых растворов при содержании In вплоть до 20 ат.%.

Характер физических свойств легированных материалов РЬТе:Т1 и SnTeln, описанный наиболее полно в обзорах [2, 3, 4], обусловлен прежде всего тем, что примесь Т1 в РЬТе и примесь In в SnTe, проявляя акцепторные свойства, образует частично заполненную полосу примесных состояний, расположенную на фоне спектра валентной зоны, с плотностью состояний, пропорциональной количеству введенной примеси. Частичное заполнение примесной полосы связано с тем, что на каждый атом примеси Т1 в РЬТе (или In в SnTe) приходится два электронных состояния и один электрон (как элемент III группы таллий имеет три электрона на внешней оболочке, а два отдает на связь с халькогеном, замещая двухвалентный свинец).

Сильная локализация состояний примеси, приводящая к резкому увеличению плотности состояний на уровне Ферми по сравнению с нелегированными материалами, заполнение примесных состояний носителями заряда и обмен электронов между зонными и примесными состояниями определяют особенности физических свойств РЬТе:Т1 и SnTe:In. В них наблюдается:

а) стабилизация уровня Ферми .при заполнении примесных состояний таллия

(или индия) дырками относительно вариации состава матрицы и количества дополнительных примесей;

б) резонансное рассеяние дырок в примесную полосу, проявляющееся в малой холловской (~ 100 см2/В*с и менее) и нернстовской подвижности (~ 10 см2/В*с и менее);

в) переход в сверхпроводящее состояние с критическими температурами Тс < 1 4 К в РЬТе:Т1 [3] и с Тс < 2.4 К в 8пТе:1п [5], значительно превышающими Тс < 0 2 К для нелегированного БпТе [6].

В опытах по дополнительному легированию РЬТе:Т1 натрием [4] и 8пТе1(1 сверхстехиометрическим Те [7] было показано, что существование сверхпроводимости тесно связано с наличием квазилокальных состояний Т1 (или 1п) и резонансного рассеяния дырок в эти состояния. При этом максимум критической температуры соответствует половинному заполнению примесных состояний электронами (коэффициент заполнения примесной полосы электронами ке« 0 5).

Отмечается [8], что поведение изовалентной примеси олова в сульфиде и селениде свинца носит аномальный характер. Атомы олова образуют примесные состояния, расположенные в запрещенной зоне (в РЬЯ) и в валентной зоне (в РЬБе) При легировании РЬ).х8пх8 или РЬ].х8пх8е дополнительной примесью (акцептором Ыа или Т1) примесь Бл проявляет компенсирующее донорное действие При этом происходит ионизация нейтральных (относительно подрешетки свинца) донорных центров 8п+2 с захватом дырок и образованием заряженных центров 8п+4 Измерения эффекта Мессбауэра [9] позволили установить, что атомы вп при этом находятся в двух состояниях" вп*2 и 8п+4, что можно объяснить образованием центров с отрицательной корреляционной энергйей

Во второй главе приводится обоснование выбора методов исследований Для решения поставленной задачи - изучения проявлений состояний примесей в электрофизических свойствах твердых растворов на основе РЬТе Т1 и 8пТе:1п -применялся метод комплексного изучения явлений переноса в широком интервале температур и составов образцов, включая изучение сверхпроводящих свойств, и метод мессбауэровской спектроскопии.

Описывается установка для измерения удельной электропроводности о, коэффициента Холла И, коэффициента термоэдс а, поперечного коэффициента Нернста-Этгингсгаузена О в интервале температур 77 + 450 К Кратко рассмотрены особенности измерений кинетических коэффициентов в материалах на основе А,УВУ'

Приводится схема низкотемпературной установки "Не3" для измерений ст и Я в широком интервале температур 0 4 + 300 К и магнитных полей до 7 Тл Возможность реализации такого большого диапазона параметров обеспечивается

возможностью быстрого перехода от измерений в Не3 (используя металлический криостат) к измерениям в жидкости или парах Не4 (используя стеклянный криостат);

возможностью подключения электромагнита (прецизионные измерения в малых магнитных полях до 1,3 Тл) или сверхпроводящего соленоида (до 7 Тл); наличие блоков управления позволяет выставлять значения пределов по магнитному полю и задавать скорость развертки в широких пределах.

Кроме того, установка "Не3" оснащена системой автоматизированного сбора и обработки данных.

В данной главе рассматриваются также вопросы, связанные с особенностями проведения измерений эффекта Мессбауэра на базе промышленной установки СМ-2201.

В конце главы описана методика изготовления образцов и подготовки их к измерениям описанными выше методами.

Качество всех исследовавшихся образцов контролировалось различными методами Во-первых, проводился предварительный контроль однородности образцов при помощи термозонда и измерений холловской подвижности при комнатной температуре. Во-вторых, внимание обращалось на характер сверхпроводящего перехода (для сверхпроводящих образцов)' ширина перехода по температуре и по магнитному полю, отсутствие ступеней, отсутствие остаточного сопротивления В-третьих, применялись специальные методы определения состава образцов' рентгеноструктурный микроанализ с использованием микроанализатора "Сатеса" и рентгеноспектральный фазовый анализ.

В третьей главе в рамках изучения проявлений примесных состояний Т1 и Эп в электрофизических свойствах твердых растворов на основе РЬТе:Т1 - изложены результаты исследований твердых растворов (РЬТе)|.у(РЬ8)у:(Т1, Бп), у=0.05, у=0.10, у=015, у=0 20, при < 3 ат % и фиксированном содержании примеси Т1 ЫТ| = 2 ат % Приводятся результаты измерений температурных и концентрационных зависимостей удельной электропроводности с, коэффициента Холла Л, коэффициента термоэдс а и поперечного коэффициента Нернста-Эттингсгаузена 0 в интервале температур 400 -ь 77 К, а также рассчитанные на их основе величины концентраций дырок р и их подвижности при комнатной и азотной температурах. Оцениваются величины коэффициента заполнения примесных состояний Т1 электронами ке в соответствии с формулой

к, = 0.5 + р/2Ыт| (1)

для указанных значений у и различных концентраций примеси вп Подробно сравниваются экспериментальные результаты для двух серий образцов с у=0 05 и у=0 10, имеющие существенные количественные и качественные различия

В серии образцов с малым . содержанием РЬЭ (5 мол %) наблюдаются относительно высокие концентрации дырок р ~ 1*1020 сш'3, низкие холловские подвижности их ~ 10 — 20 см2/(В*с), низкие нернстовские подвижности (того же порядка), слабая зависимость коэффициента Холла от температуры, - т.е особенности в кинетических коэффициентах, характерные для существования примесных резонансных состояний Т1 и сильного резонансного рассеяния дырок в эти состояния Степень заполнения примесной полосы электронами, оцененная по формуле 1, близка к значению 2/3. Таким образом, не удается обнаружить изменений в величинах и температурных зависимостях кинетических коэффициентов по сравнению с результатами для образцов РЬТе:(Т1, 8п) (с той же концентрацией примеси Т1 и добавками олова до Зат%) Это означает, что в твердом растворе с содержанием РЬв 5 мол % атомы 8п не проявляют электроактивности По-видимому, примесные состояния вп расположены в валентной зоне глубоко под уровнем Ферми.

При увеличении содержания РЬ8 в твердом растворе до 10 мол% наблюдаются существенные изменения в кинетических коэффициентах: двукратное снижение концентрации дырок, заметное увеличение коэффициента термоэдс, увеличение холловской подвижности, более резкая зависимость коэффициента Холла от температуры по сравнению с результатами для твердого раствора с 5 мол % РЬ8. Полученные результаты свидетельствуют об ослаблении роли резонансного рассеяния вследствие изменения заполнения электронами примесной полосы Т1 и постепенного выхода из нее ер, что связано, по-видимому, с влиянием атомов 8п

В образцах (РЬТе)1.у(РЬ8)у с содержанием РЬ8 в твердом растворе 15 и 20 мол % также наблюдаются упомянутые выше особенности в кинетических коэффициентах, свидетельствующие в,пользу электроактивности атомов вп

Далее сравниваются результаты измерений электрического сопротивления образцов при низких температурах, приводятся графики температурных и магнетополевых зависимостей Для серии образцов с малым содержанием РЬ8 5 мол % наблюдается резкий сверхпроводящий переход как по температуре (ДТС < 0 1 К), так и при изменении магнитного поля (ДНС < 500 Э) Приводятся параметры сверхпроводящего перехода - критическая температура Тс и модуль производной от второго магнитного поля по температуре I ОДа/дТ | Т->тс вблизи Тс Подчеркивается, что относительно высокие (для полупроводников) значения указанных параметров Тс« 1 К, I дНс2/^Т | Т-»тс« 5 кЭ/К характерны для полупроводниковых соединений с примесными квазилокальными состояниями Т1 на фоне разрешенного спектра валентной зоны и резонансного рассеяния дырок в эти состояния. Подобные значения Тс и | бН^/ЭТ | Т-»тс наблюдались в твердых растворах (РЬТе)о 9з(РЬ8)0 03:(2ат.% Т1) (без добавок 8п).

В твердых растворах (PbTe)o95(PbS)oo5:(Tl, Sn) сравниваются параметры сверхпроводящего перехода в зависимости от концентрации легирующей примеси Sn до 5 ат % На основании этого делается вывод об аддитивности влияния добавок SnTe и PbS к PbTe-Tl на изменение положения примесной полосы Т1 относительно экстремумов' валентной зоны, отмечается взаимная компенсация данного влияния для состава Pb0 95S110 03TI0 мТео 95S0 os-

Напротив, в твердых растворах с содержанием PbS 10, 15 и 20 мол.% перехода в сверхпроводящее состояние не наблюдается вплоть до Т = 0 4 К. Этот результат согласуется с предположением, сделанным из анализа явлений переноса, об ослаблении роли резонансного рассеяния вследствие изменения заполнения примесной полосы Т1 электронами и постепенного выхода из нее уровня Ферми

Таким образом, наблюдается корреляция между свойствами образцов при низких температурах и описанными выше результатами измерений кинетических коэффициентов при температурах 77 -5- 400 К, подтверждающая предположение о том, что в твердых растворах (PbTe)i.y(PbS)y(Tl, Sn) при 0 10 < у < 0 20 атомы олова проявляют электроактивность

В конце главы приводятся результаты измерений эффекта Мессбауэра в твердых растворах (PbTe)1.y(PbS)y (Tl, Sn) В твердых растворах с у=0 05 наблюдается одна линия в спектре (рис 1а) с изомерным сдвигом 8 ~ 3 7 mm/s, величина которого соответствует зарядовому состоянию атомов олова Sn+2 (нейтральному относительно подрешетки свинца) Для серий образцов с у=0 10, у=0 15 и у=0 20 наблюдается две линии в спектре (рис 16, в), причем дополнительная линия поглощения с изомерным сдвигом 5 ® 1 2 mm/s соответствует зарядовому состоянию атомов олова Sn+4 (двукратно ионизованному) Такие значения изомерных сдвигов наблюдались в работе Серегина и др [10] для PbS (Na, Sn) и PbS (Na, Tl, Sn), и было установлено соответствие этих величин определенным зарядовым состояниям атомов Sn

Отношение интенсивностей линий в мессбауэровском спектре приблизительно равно отношению концентраций ионизованных и нейтральных (относительно подрешетки свинца) атомов олова- fsnWsn+2 ~Nsn+4/Nsn+2, поскольку факторы Мессбауэра для Sn+2 и Sn+4 почти одинаковы Это дает возможность оценить коэффициент заполнения примесной полосы Т1 электронами:

ke=(NT,+p+2Nsn+4)/2NTI (2)

В результате при увеличении содержания PbS в твердых растворах (PbTe)i_y(PbS)y.(Tl, Sn) коэффициент заполнения примесной полосы электронами изменяется от к,«2/3 при у=0.05 (Ns„+4 = 0) до ке«0.9 при у=0.2 (NsirH « Nsii+£«8*10I9CM"3).

угпгё

Рис. 1. Мессбауэровские спектры при Т = 80 К для образцов твердых растворов:

а) (РЬо 95$По ОзТ1о 02)Тв0 95§0 05,

б) (РЬо 97^По о I Т1о 02)Тео 9<А 10,

в) (РЬо 97^По 01П0 ог)Тео вво 2-

(пунктирные линии - результат компьютерной обработки

спектра)

Таким образом, результаты измерений эффекта Мессбауэра подтверждают вывод, сделанный их анализа явлений переноса, об электроактивности атомов олова в твердых растворах (РЬТе)1.у(РЬ8)у (Т!, 8п) при 10<у<20. Отсутствие при этом линии, соответствующей зарядовому состоянию олова Бп*3, однозначно свидетельствует о наличии в энергетическом спектре данных твердых растворов центров с отрицательной корреляционной энергией ((Х-центров), образованных атомами Бп и расположенных на фоне валентной зоны. Наличие в мессбауэровском спектре лишь одной линии поглощения для серии образцов с у=0.05, соответствующей зарядовому состоянию олова 5п+2, подтверждает вывод об отсутствии электроактивности атомов олова в этом твердом растворе.

Полученные результаты позволяют построить качественную модель электронного спектра для твердых растворов (РЬТе)|.у(РЬ8)у при наличии примесей Т1 и Яп (рис.2). Видно, чгго взаимное расположение примесной полосы 71, фиксирующей уровень Ферми, и примесной полосы 8п различно в случае у=0 05 (рис 2а) и у=0 20 (рис.2б). В (РЬТе)о 95(РЬ8)о 05' (Т1, Бп) примесная полоса Бп располагается ниже полосы квазилокальных состояний Т1 (под уровнем Ферми) В твердых растворах (РЬТе)о 8о(РЬ5)о 2сь(Т1, вп) <схвост» плотности состояний полосы 5п располагается выше уровня Ферми Электроны с атомов вп переходят в примесную полосу Т1 и

увеличивают ее заполнение электронами в соответствии с формулой (2)

Рис. 2. Качественный вид плотности электронных состояний §(е) примесей 8п и Т1 В твердых растворах (РЬТе)0 95(РЬ8)0 05 :(Т1, Бп) (а) и (РЬТе)о8о(РЬ5)о20 :(Т1, 8п) (б). Штриховая линия 1 - функция плотности зонных состояний, 2 - плотность резонансных состояний Т1, 3 - плотность электронных состояний Бп, 4 - положение уровня Ферми в образцах твердого раствора с у=0.05. Заштрихованы заполненные электронами состояния. Стрелками схематично изображен переход электронов с атомов вп в валентную зону и в примесные состояния Т1.

В четвертой главе в рамках изучения проявлений квазилокальных состояний 1п в электрофизических свойствах твердых растворов на основе БпТе изложены результаты исследований четверных твердых растворов Sni.JnxTei.ySey с х=0 05 и х=0 16, а также Зпом'по ^Те^у при содержании селена (или серы) до у=0.16. Приводятся температурные зависимости и зависимости от состава кинетических коэффициентов а, Я, и а, а также параметры сверхпроводящего перехода -критическая температура Тс и модуль производной второго критического магнитного поля по температуре | ЗЦ^/ЭТ | Т->тс вблизи Тс.

Отмечается, что даже при довольно высоком содержании 1п (16 ат.%) в твердых растворах Sni.JnxTei.ySey и Sni.xInxTej.ySy атомы 1п образуют полосу квазилокальных состояний на фоне валентной зоны.

Для твердых растворов Snj.xInxTei.ySey в серии с у=0.16 уровень холловской концентрации заметно выше, чем в серии с у=0.05, т.е. 1п проявляет более глубокое акцепторное действие при увеличении степени легирования 1п. В рамках концепции резонансных состояний 1п это свидетельствует о смещении состояний 1п в глубь

валентной зоны Этот процесс сопровождается смещением уровня In вниз по шкале энергий электронов, ростом плотности состояний на уровне Ферми и увеличением степени гибридизации зонных и примесных состояний, что должно, в свою очередь, приводить к усилению резонансного рассеяния. Этот вывод коррелирует с более низкими (на порядок величины) значениями холловской подвижности (и* < 3 см2/В*с при 300 К) в образцах с большим содержанием In 16 ат.%.

Наблюдаемое монотонное

уменьшение холловской концентрации (от 5.6* 1021 см"3 до 2.7* 1021 см'3 в системе твердых растворов SnoaJno 16Tei_ySey и до 1.1*10 см" в системе твердых растворов Snoulno i6Tei_ySy) при увеличении содержания дополнительного халькогена (от 0 до 16 ат.%) (см. рнс.Зб) свидетельствует о смещении примесных состояний In к потолку валентной зоны при замене атомов в подрешетке халькогена: Те Se, Те —> S. Существенно, что уровень холловской концентрации в твердых растворах с S на порядок ниже, чем с Se.

Оценки положения уровня Ферми, выполненные различными методами, в том числе с учетом строения зоны тяжелых дырок, показали, что в твердых растворах Sno95ln<>o5Tei.ySey, у<0 16, примесный уровень In располагается в валентной зоне на расстоянии Ein«0-3 +0.33 эВ ниже вершины ее L-экстремума; в твердых растворах Sno 8д1по liTei.ySey, у <0.16, - при энергиях, превышающих 0.33 эВ, в твердых растворах SnoMIno i6Tei_ySey, у <0.16 - на расстоянии е1П»0.2эВ ниже вершины L-экстремума валентной зоны. При этих же значениях энергий, согласно литературным данным [И], располагается седловая точка в зонном спектре SnTe.

Характер сверхпроводящего перехода (рис.4) в образцах изучаемых твердых растворов (малая ширина перехода ДТС, отсутствие ступеней и отсутствие остаточного сопротивления) указывает на хорошее качество образцов. Результаты рентгеноспектрального микроанализа показали хорошее количественное

а)

Рис.3. Зависимости

температуры сверхпроводящего перехода Тс (а) и холловской концентрации дырок (б) от состава материала (у) для образцов твердых растворов Бпо 84Ь1о ^Те^вву и 8по м'ио 1бТе1.у8у.

соответствие состава исходному количеству компонентов в шихте, что свидетельствует в пользу выбранного метода изготовления образцов (метод описан в гл.2).

Для всех исследованных составов оценивалась плотность состояний в нормальном состоянии на уровне Ферми по формуле:

N((0=2.84* 1014 *рк"' | дНй/ЭТ I т-тс, (3) где размерности величин р^(0)]=эВ"' *см"3, [ры]=Ом*см, [ | сН^/сТт-угс I ]=Э*К"'

Рис 4. Температурные (а) и магнетополевые (б) зависимости удельного сопротивления твердых растворов БпБвуТе^у, легированных 16 ат.% 1п, в области сверхпроводящего перехода. Цифры около кривых на рис. (а) соответствуют содержанию Бе в ат.%.

Параметры сверхпроводящего перехода твердых растворов 5п1.х1пхТе|.у8еу при большем содержании индия х=0.16 заметно выше, чем при содержании индия х=0 05. Причем с увеличением содержания Бе Тс (рис.За) и I ЗНс2/ЗТ I т->тс возрастают, достигая максимальных значений (3.17 К и 10кЭ/К соответственно) в образце состава Бпо 841по 1бТео взБео п Плотность состояний в Бпо »-Лпо 1бТе]_у8еу увеличивается при увеличении содержания Бе в твердом растворе, что коррелирует с ростом критической температуры.

В твердых растворах Бпо м^по 1бТе1.у5у наблюдается немонотонная зависимость параметров сверхпроводящего перехода от состава (рис За), связанная с немонотонными изменениями N(0) при изменении положения полосы квазилокальных состояний Тп относительно экстремумов валентной зоны. По мере увеличения содержания серы, по-видимому, происходит как уменьшение плотности зонных состояний, так и увеличение составляющей плотности состояний, связанной с атомами 1п за счет того, что при движении полосы квазилокальных состояний 1п к потолку валентной зоны уменьшается коэффициент ее заполнения электронами

(Iv—>0 5) В результате частичной компенсации данных факторов не происходит ¡11.1411 le il.ш,i\ и¡чеиеиий результирующей плотности состояний. Этот факт не 1р,иши>|к-чи1 предположению о расположении примесной полосы In в районе 1.С ионом ючки

Подученные в paóo i с pojyjibi a i ы подтверждают применимость модели квазилокальных резонансных состояний In, расположенных на фоне валентной зоны, к шердым растворам Snl.KtnxTtí|.;,Se) (х=0.05 и х=0.16) и Sn0 84ln0 i6Te|.ySy при со к-'р'/кании селена и серы соответственно вплоть до 16 ат.%.

В заключении сформулированы основные результаты и выводы по работе.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1 В твердых растворах (PbTe)i.y(PbS)y:(TI, Sn), у S 0,2, Ns„ S 3 ат.%, таллий coxiaci полосу квазилокальных состояний, расположенную вблизи края Г-зоны i я/кс П.1Ч ti.ipoK При •>том наблюдается резонансное рассеяние зонных дырок в

ipiiwiim m iHKKi<. \ 11

2 В твердых растворах (PbTe)i.y(PbS)y:(Tl, Sn) атомы олова создают полосу Д|!\ \/ДкЬфшшыл сосюяиий о i дубине валентной зоны, энергетическое положение коюрои сильно зависит от содержания PbS в твердом растворе. В РЬТе:(Т1, Sn) (у 0) и в шердом растворе с у = 0,05 примесные состояния Sn находятся глубоко иод V ровней Ферми, а в iвердых растворах с 0,1 < у < 0,2 они расположены вблизи e¡ и оказывают существенное влияние на электрофизические и сверхпроводящие свойства )ш\ соединений.

4 Метдоч мсссбауэровской спектроскопии показано, что в твердых рас i ворах (l'bTc)|.;(l'hS)y:Tl, 0,1<у<0,2, примесные уровни Sn при Ni(, < 1 ат.% явдяюкя цсшрамн с отрицательной корреляционной энергией.

-1 Определены характеристики сверхпроводящего перехода твердых .iLiHopou Siii.JiKIC|.,St*j. х =0.05 и х = 0.16 и Sn,)S4ln0^Te^S,, при добавках селена и серы с «oí не ici пенно вплоть до 16 ат.%. Установлено, что при замещении атомов "К- ч.1 Se ирщичеекая температура и абсолютная величина производной второго крш ПЧССК01 о маши того поля rio температуре вблизи Тс возрастают, при замещении а юмов ícjuiypa па ai омы серы Tt и |ЗНС2/ЗТ| г-, а зависят от состава немонотонным

oóp.l ЮМ

5 При увеличении содержания дополнительного халькогена (Se или S) в тердыч pací ворах SnTe - SnSc и SnTe - SnS квазилокальные состояния In счсщакнся к ноюлку валентной юны.

(> Величины коэффициента Холла, характер электрической проводимости при мнчкич 1емпсратурах четверных твердых растворов Sn|.xInxTe|.ySey, x = 0.0S и \ 0 16 н Snimln(i n,Tc|.,Sj находят объяснение в модели частично заполненных

|ч unjiii-iii,i\ (.петиции иплия. расположенных на фоне разрешенного спектра валентной зоны.

7 В модели жестких зон с использованием зонных параметров SnTe [11] получены следующие оценки энергетического положения полосы квазилокальных сосюяиий индия Б|„ в зависимости от содержания In и халькогена: в твердых рлс1ворл\ Sn|.Jn4Te|.jSej при 5ат.% In положение полосы индия изменяется прпблизшельно от 0.33 эВ (у = 0.02) ниже потолка валентной зоны до 0.28 эВ (у = 0.16) относительно L-экстремума валентной зоны и при 16 ат.% In - от 0.44 эВ (\ =0.02) до 0.38 эВ (у = 0.16); в твердых растворах с серой Sn0К41п() 16Te|.ySy £,„ располагается от 0.23 эВ (у = 0.02) до 0.16 эВ (у = 0.16).

РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В РАБОТАХ:

I С А Пемов. Ф.С. Паередииов, Р.В. Парфеньев, МК. Житинская, A.B. Черняев. Д.В. Шамшур. Влияние добавок Sn на электрофизические свойства и сверхпроводящий переход в (PbTe)o<)5(PbS)oo5- ФТТ. 1996, Т.38, В.2, С. 550-557.

2. С.А. Немов, Ф.С. Насрединов, Р.В. Парфеньев, Ю.И. Равич, A.B. Черняев, Д.В. Шамшур. Примесные электронные состояния атомов Т1 и Sn в твердом растворе (PbTe)o,)(PbS)oФТТ. 1996, Т.38, В.5, С. 1586-1591.

3. С.А. Немов, Р.В. Парфеньев, A.B. Черняев, Д.В. Шамшур. Явления переноса в системе (PbTe)|.x(PbS)x:TI,Sn. Доклады V Межгосударственного семинара 'Термоолек!рики и их применения", Санкт-Петербург, ноябрь 1996, С.55-59.

4. С.А. Немов, Р.В. Парфеньев, A.B. Черняев, Д.В. Шамшур. Влияние уровня легирования In па сверхпроводящие свойства твердых растворов SnTei.ySey. Доклады VI Межгосударственного семинара "Термоэлектрики и их применения", Санкт-11.чсрб\ pi. октябрь 1998, С.93-96.

.i М V. Besiaev, S.A. Nemov, V.A. Moshnikov, R.V. Parfeniev, A.I. Rumjantseva, A.V. Chernyaev. Influence of the sample preparation technology on electrophysical and superconducting properties of PbTe doped with Tl. IV International Conference "Material Science and material researches on infrared optoelectronics". Theses of reports. Kiev. 1998. P 54.

6 B.A. Мошников, A.B. Мошников, С.А. Немов, Р.В. Парфеньев, А.И. Румянцева. А.В Черняев, Рентгеноспектральный микроанализ четверных полупроводниковых твердых растворов и его применение к системе (SnTe-SnSe):In. ФП, 1999. 1.41, В.4.С.612-617.

7. Р.В Парфеньев, Д.В. Шамшур, Д.В. Шакура, A.B. Черняев, С.А. Немов 11|нко1е\1мературиые свойства полупроводников систем PbSnTe, SnTeSe и SnTeS, iei iipoB.iiiiii.is In Гешсы V Российской Конференции по физике полупроводников. Нп/Кннн Пошород, сентябрь 2001 г., С.272.

8 CA Номов, P.B. Парфеиьев, A.B. Черняев, Д.В. Шамш>р. Сверхпроводящие свойства твердых растворов на основе РЬТе:Т1 и SnTeiln при изовадепгном замещении атомов в подрешетке халькогена. Доклады VIII Межгосударственного семинара «Термоэлектрики и их применения», Санкг-Пстербург. ноябрь 2002 г., С.84-89.

9 PB Парфеиьев. A.B. Черняев, Д.В. Шамшур. С.А Немов. ПП Серегин Влияние изовалентного замещения атомов в катионной и анионной подрешетке на явления переноса и сверхпроводящие свойства РЬТе:Т1. Сборник докладов Международной научной конференции «ФТТ-2005. Актуальные проблемы физики твердого тела». Минск, октябрь 2005 г., Т.2, С. 103 - 105. ¡

i МИСОК ЦИТИРУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1.10.И. Равич, Б.А. Ефимова, И.А. Смирнов. Методы исследования полупроводников в применении к халькогенидам свинца PbTe, PbSe и PbS. M..Наука, 1968, 384с.

2. В.И. Кайданов, С.А. Немов, Ю.И. Равич. Резонансное рассеяние носителей тока в полупроводниках типа AIVBVI. ФТП, 1992, Т.26, В.2, С.201-222.

3 lili Kai'uaiiou, Ю.И. Равич. Глубокие и резонансные состояния в полупроводниках mriaAlVBVI. УФН, 1985, Т.145, В.1, С.51-86.

4. С.А. Немов, Ю.И. Равич. Примесь таллия в халькогенидах свинца: методы исследования и особенности. УФН, 1998, Т.168, В.8, С.817-842.

5. Г.С Бушмарина, И.А. Драбкин, В.В. Компанией, Р.В. Парфеиьев, Д.В. Шамшур, М.Л. Шахов. Сверхпроводящий переход в SnTe, легированном In. Ф1 I I486. I 28. В 4. С. 1094-1099

6 II.К O'Neal, N.E. Phillips. Phys. Rev. 1965, Vol.137, A748.

7. Г.С. Бушмарина, Б.Ф. Грузинов, И.А. Драбкин, Е.Я. Лев, В.М. Юнеев, Особенности легирующего действия In в SnTe. ФТП. 1984, Т.18, В.12, С.2203-2208.

8. Л.В. Прокофьева, М.Н. Виноградова, C.B. Зарубо. Легирующий эффект олова

в твердых растворах Pb,.xSnxSe и Pb^Sn^S. ФТП, 1980, Т.14, В.12, С.2201-2204. Г

9. Л.В. Прокофьева, Ф.С. Насрединов, Ю.И. Никулин, П.П. Серегин. Наблюдение мечодом Мессбауэра перезарядки атомов олова в твердых растворах халькогенидов олова и свинца. ФТТ. 1982, Т.24, В.6, C.1630-I634.

10. Ф.С. Насрединов, Л.В. Прокофьева, А.Н. Курмантаев, П.П. Серегин. Двухэлскчронпын обмен между центрами олова в твердых растворах Pb|.xSnxSe. ФТТ. 1984, Т.26, D.3, С.862-866.

II 1 С Ьмимарпна. И А Драбкин, М.А. Квантов, O.E. Квятковский. Магнитная / восприимчивое п. в слабом магнитном поле и строение валентной зоны теллурида олова. ФТТ. 1990, Т.32, В. 10, С.2869-2880.

Лицензия J1P №020593 от 07.08.97

Подписано в печать 15.12.2005. Формат 60x84/16. Печать цифровая. Усл. печ. л. 1,0. Тираж 100. Заказ 223Ь.

Отпечатано с готового оригинал-макета, предоставленного автором, в Цифровом типографском центре Издательства Политехнического университета. 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул., 29. Тел.: 550-40-14 Тел./факс: 247-57-76

2Q0G ft S\&7 -

»-51ЁГ

i

¡ •

i

¡

i

4

Введение.

Глава I. Обзор. Влияние примесей III группы (In и Т1) и изовалентной нримеси Sn на энергетический спектр и электрофизические свойства халькогенидов свинца и олова.

1.1. Основные свойства халькогенидов свинца и олова.

1.1.1. Кристаллическая структура и характер химической связи.

1.1.2. Зонная структура халькогенидов свинца и олова.

1.1.3. Точечные дефекты.

1.2. Примесные состояния In и Т1 в халькогенидах свинца, SnTe и твердых растворах Pbi.xSnxTe.

1.2.1. Особенности поведения примеси In в SnTe и твердых растворах Pb,.xSnxTe.

1.2.2. Квазилокальиые примесные состояния на фоне валентной зоны

1.2.3. Резонансное рассеяние на примесных атомах Т1 и In.

1.3. Явления переноса в РЬТе, легированном Т1, в SnTe, легированном In, и твердых растворах на их основе.

1.3.1. Влияние примеси Т1 на концентрацию дырок в халькогенидах свинца.

1.3.2. Влияние примеси таллия на подвижность дырок в РЬТе.

1.3.3. Влияние атомов таллия на коэффициент термоэде в РЬТе.2.

1.3.4. Стабилизация холловской концентрации дырок в РЬТе:Т1 и SnTe:In.

1.3.5. Температурная зависимость коэффициента Холла.

1.3.6. Эффект Нернста - Эттингсгаузепа.

1.4. Сверхпроводящие свойства соедипеиий на основе РЬТе:Т1 и SnTe:ln . 40 1.4.1. Роль квазилокальных состояний таллия (индия) в появлении сверхпроводимости в РЬТе (в SnTe).

1.4.2. Влияние дополнительного экстремума на возникновение сверхпроводимости в халькогенидах свинца.

1.4.3. Влияние замещения атомов в катионпой и анионной подрешетке на параметры сверхпроводящего перехода РЬТе:Т1.

1.5. Изовалентная примесь Sn в халькогенидах свинца.

1.5.1. Зарядовые состояния изовалентной примеси олова.

1.5.2. Отсутствие зарядового состояния Sn+3.

ГЛАВА II. Экспериментальные методы исследования

2.1. Методика приготовления образцов.

2.2. Установка для измерения гальвано- и термомагнитных эффектов в полупроводниках.

2.3. Низкотемпературная установка «Не3» для измерений электропроводности и эффекта Холла.

2.4. Методика исследований эффекта Мессбауэра.

ГЛАВА III. Примесные состояния Т1 и Sn в твердых растворах (PbTe)iy(PbS)y.

3.1. Электрофизические «свойства твердых растворов (PbTe)].>(PbS)y:(Tl, Sn).

3.2. Сверхпроводящие свойства твердых растворов (PbTe)|.y(PbS)y:(Tl, Sn).

3.3. Эффект Мессбауэра в твердых растворах (PbTe)i.y(PbS)y:(Tl, Sn).

3.4. Модель примесных полос Т1 и Sn в твердых растворах

PbTe),.y(PbS)y:(Tl, Sn).

Выводы к главе III.

ГЛАВА IV. Квазилокальные состояния индия в твердых растворах Sni.xInxTeiySy и SnixInxTeiySey.

4.1. Электрофизические свойства твердых растворов Sn0.84lno.i6Tei.ySey и Sn0.95In0.05Te1.ySey.

4.2. Сверхпроводящие свойства твердых растворов Sn0.84lno.i6Tei.ySey и Sno.95Ino.05Te1.ySey.

4.3. Электрофизические свойства твердых растворов Sno.84Ino.i6Tej.ySy.

4.4. Сверхпроводящие свойства твердых растворов Sn0.84lno.i6Te1.ySy.

Выводы к главе IV.

Халькогениды свинца и олова, а также твердые растворы на их основе имеют уникальные физические свойства, что определяет как научный интерес, так и их широкое практическое использование, например, в инфракрасной технике, оптоэлсктропике, термоэлектрических преобразователях энергии, тензометрии. Благодаря малой ширине запрещенной зоны эти материалы применяются в качестве детекторов инфракрасного излучения в средней и дальней области спектра. Возможность достижения высоких концентраций носителей заряда наряду с относительно высокими значениями коэффициента термоэдс и относительно низкой теплопроводностью обуславливает их высокие термоэлектрические свойства.

Особый интерес представляет исследование физических свойств легированных халькогенидов свинца и олова примесями III группы. Индий в SnTe и таллий в PbTe, PbSe, PbS образуют квазилокальные энергетические уровни, расположенные на фоне разрешенного спектра валентной зоны, наличие которых приводит к пиннингу уровня Ферми £р, резонансному рассеянию дырок в примесные состояния, а также к возникновению сверхпроводящего перехода с критической температурой Тс, достигающей гелиевых температур в твердых растворах PbixSnxTe:In.

Состояния примесей III группы в AIVBVI формируются короткодействующим некулоновским потенциалом вследствие высокой диэлектрической проницаемости материалов^малой эффективной массы носителей заряда и высокой концентрации электрически активных собственных дефектов, поэтому их параметры сильно зависят от состава матрицы. В связи с этим замещение атомов матрицы является эффективным способом управления параметрами сверхпроводящего перехода, индуцированного примесями III группы. Сверхпроводимость, наблюдаемая в данных материалах, тесно связана с резонансным рассеянием носителей заряда в примесные состояния. Данное обстоятельство позволяет использовать сведения о сверхпроводящих свойствах таких материалов для изучения примесных состояний и зависимости их характеристик от состава матрицы.

Необычно также поведение примеси олова в халькогенидах свиица. Изовалентиые примеси в полупроводниках обычно имеют нейтральный характер. Однако, в РЬ8 и в РЬБе атомы Бп, образуя глубокие донорные уровни в запрещенной зоне и на фоне зонных состояний вблизи потолка валентной зоны соответственно, могут проявлять электроактивность, что наблюдается, например, при введении акцепторной примеси (Иа или Т1). При этом происходит ионизация нейтральных (относительно металлической подрешетки) атомов олова 8п+2 с захватом двух дырок и образованием заряженных центров 8п+4, т.е. атомы Бп являются центрами с отрицательной корреляционной энергией.

Для создания более адекватной физической модели, описывающей проявления примесных состояний в халькогенидах свинца и олова, необходимы новые экспериментальные данные. Знание закономерностей поведения примесей, характера их влияния на физические свойства и энергетический спектр позволит расширить возможности практического использования данных материалов.

К моменту начала наших исследований оставались неизученными электрофизические и сверхпроводящие свойства твердых растворов на основе 8пТе с замещением атомов в подрешетке халькогена с примесью 1п. Кроме того, несомненный интерес представляет исследование проявлений электроактивности атомов 8п в твердых растворах на основе РЬТе и влияние данного эффекта на резонансное рассеяние и сверхпроводимость.

Пели работы заключались в следующем:

1. Экспериментальное изучение проявлений примесных резонансных состояний Т1 в кинетических эффектах и сверхпроводящих свойствах твердых растворов (РЬТе)1у(РЬ8)у (у < 0.2) при дополнительном легировании 8п.

2. Поиск электронных состояний примеси 8п и определение их зарядового состояния в твердых растворах (РЬТе)1у(РЬ8)у вплоть до у < 0.2 с уровнем Ферми, фиксированным примесью Т1.

3. Обнаружение квазилокальных состояний 1п в четверных твердых растворах 8п|.х1пхТе|.у8у и 8п|.х1пхТе|.у8еу, у < 0.16, с фиксированным содержанием 1п х = 0.05 и х = 0.16, оценка их энергетического положения и изучение сверхпроводящих свойств.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав и заключения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1. В твердых растворах (РЬТе)|.у(РЬ8)у:(Т1, Бп), у < 0,2, ^ 3 ат.%, таллий создает полосу квазилокальных состояний, расположенную вблизи края Е-зоны тяжелых дырок. При этом наблюдается резонансное рассеяние зонных дырок в примесную полосу Т1.

2. В твердых растворах (РЬТе)1.у(РЬ8)у:(Т1, 8п) атомы олова создают полосу двухэлектронных состояний в глубине валентной зоны, энергетическое положение которой сильно зависит от содержания РЬБ в твердом растворе. В РЬТе:(Т1, Бп) (у = 0) и в твердом растворе с у = 0,05 примесные состояния Бп находятся глубоко под уровнем Ферми, а в твердых растворах с 0,1 < у < 0,2 они расположены вблизи 8р и оказывают существенное влияние на электрофизические и сверхпроводящие свойства этих соединений.

3. Методом мессбауэровскоП спектроскопии показано, что в твердых растворах (РЬ'Ге)|.>(РЬ8)у:Т1, 0,1 <у <0,2, примесные уровни 8п являются центрами с отрицательной корреляционной энергией.

4. Определены характеристики сверхпроводящего перехода твердых растворов Sni.xInxTei.jSej, х = 0.05 и х = 0.16 и 8п(,841по.|бТе|.у8у при добавках селена и серы соответственно вплоть до 16 ат.%. Установлено, что при замещении атомов Те на 8е критическая температура и абсолютная величина производной второго критического магнитного поля по температуре вблизи Тс возрастают, при замещении атомов теллура на атомы серы Тс и | дНс2/ЗТ | Т->тс зависят от состава немонотонным образом.

5. При увеличении содержания дополнительного халькогена (8с или 8) в твердых растворах БпТе - 8п8е и 8пТе - 8п8 квазилокальные состояния 1п смещаются к потолку валентной зоны.

6. Величины коэффициента Холла, характер электрической проводимости при низких температурах четверных твердых растворов 8п].х1пхТе1.у8еу, х = 0.05 и х = 0.16 и 8По.841по. 1 бТсI.у8Зг находят объяснение в модели частично заполненных резонансных состояний индия, расположенных на фоне разрешенного спектра валентной зоны.

7. В модели жестких зон с использованием зонных параметров SnTe [12] получены следующие оценки энергетического положения полосы квазилокальных состояний индия Ci„ в зависимости от содержания In и халькогена: в твердых ь растворах Sn|.xInxTei.ySey при 5ат.% In положение полосы индия изменяется приблизительно от 0.28 эВ (у = 0.02) ниже потолка валентной зоны до 0.25 эВ (у = 0.16) относительно L-экстремума валентной зоны и при 16 ат.% In - от 0.37 эВ (у - 0.02) до 0.32 эВ (у = 0.16); в твердых растворах с серой Sn0.84lrio.i6Te|.ySy располагается от 0.21 эВ (у = 0.04) до 0.15 эВ (у = 0.16).

Основное содержание диссертации изложено в следующих работах: I. Статьи

1. С.А. Немов, Ф.С. Насрединов, Р.В. Парфеньев, М.К. Житинская, A.B. Черняев, Д.В. Шамшур. Влияние добавок Sn на электрофизические свойства и сверхпроводящий переход в (PbTe)o.95(PbS)o.o5- ФТТ, 1996, Т.38, В.2, с. 550-557.

2. С.А. Немов, Ф.С. Насрединов, Р.В. Парфеньев, Ю.И. Равич, A.B. Черняев, Д.В. Шамшур. Примесные электронные состояния атомов Т1 и Sn в твердом растворе (PbTeMPbS),,,. ФТТ, 1996, Т.38, В.5, с. 1586-1591.

3. В.А. Мошников, A.B. Мошников, С.А. Немов, Р.В. Парфеньев, А.И. Румянцева,

A.B. Черняев, Рентгеноспектральный микроанализ четверных полупроводниковых твердых растворов и его применение к системе (SnTe-SnSe):In. ФТТ, 1999, Т.41,

B.4, с.612-617.

II. Материалы конференций

4. С.А. Немов, Парфеньев, A.B. Черняев, Д.В. Шамшур. Влияние уровня легирования In на сверхпроводящие свойства твердых растворов SnTe|.vSev. Доклады VI Межгосударственного семинара "Термоэлектрики и их применения", СПб. октябрь 1998. с.93-96.

5. M.V. Bestaev, S.A. Nemov, V.A. Moshnikov, R.V. Parfeniev, A.I. Rumjantseva, A.V. Chernyaev. Influence of the sample preparation technology on electrophysical and superconducting properties of PbTe doped with Tl. IV International Conference

Material Science and material researches on infrared optoelectronics". Theses of reports. Kiev. 1998. c.54.

6. C.A. Немов, Р.В. Парфеньев, A.B. Черняев, Д.В. Шамшур. Явления переноса в системе (PbTe)1.x(PbS)x:Tl,Sn. Доклады V Межгосударственного семинара "Термоэлектрики и их применения", СПб, ноябрь 1996, с.55-59.

7. Р.В. Парфеньев, Д.В. Шамшур, Д.В. Шакура, A.B. Черняев, С.А. Немов Низкотемпературные свойства полупроводников систем PbSnTe, SnTeSe и SnTeS, легированных In. Тезисы V Российской Конференции по физике полупроводников. е

Нижний Новгород, сентябрь 2001 г., с.272.

8. С.А. Немов, Р.В. Парфеньев, A.B. Черняев, Д.В. Шамшур. Сверхпроводящие свойства твердых растворов на основе РЬТе:Т1 и SnTe:In при изовалентном замещении атомов в иодрешетке халькогена. Доклады VIII Межгосударственного семинара "Термоэлектрики и их применения", СПб, ноябрь 2002 г., с.84-89.

9. Р.В. Парфеньев, A.B. Черняев, Д.В. Шамшур, С.А. Немов, П.П. Серегин. Влияние изовалентного замещения атомов в катионной и анионной подрешетке на явления переноса и сверхпроводящие свойства РЬТе<Т1>. ФТТ-2005 Актуальные проблемы фундаментальных наук. Сборник докладов международной научной конференции, Минск, октябрь 2005 г., т. 2, с. 103 - 105.

Благодарности

Автор выражает глубокую благодарность научному руководителю данной работы - зав. лаб. Физики и оптики твердого тела СПбГПУ проф. Немову Сергею Александровичу - и зав. лаб. кинетических явлений в твердых телах ФТИ им. Иоффе, директору ОФДП проф. Парфеньеву Роберту Васильевичу - за предоставление экспериментальной базы для проведения исследований, постоянный интерес к работе на всех ее этапах и многочисленные ценные замечания и дополнения; моему ближайшему коллеге д. ф.-м. н. Шамшуру Дмитрию Владиленовичу за помощь в освоении низкотемпературной установки, предоставление технических и временных ресурсов, многочисленные ценные советы.

Автор благодарен лаборанту Николаевой Галине Александровне за проведение синтеза образцов, проф. Серегину Павлу Павловичу и проф. Насрединову Ф. С. за предоставление установки для измерения эффекта Мессбауэра, проф. Мошникову Вячеславу Алексеевичу за проведение анализа состава образцов. Изготовление образцов было бы невозможно без Смирнова Валентина Ивановича (проведение процесса отжига) и Скорятиной Елены Андреевны (предоставление печй с прецизионной установкой температуры для отжига образцов), а также без работы кварцедувов - Ишутова Михаила Петровича и Водолазовой Галины Петровны (изготовление ампул для синтеза и отжига образцов, откачка и запаивание ампул).

Автор благодарен моим первым коллегам и соавторам: к. ф.-м. п. Житинской Марине Константиновне и к. ф.-м. н. Прошину Владимиру Ивановичу, а также проф. Равичу Юрию Исааковичу за совместную работу. Автор благодарит сотрудников кафедры Физики полупроводников и наноэлекгроники СПбГПУ и лаборатории Кинетических коэффициентов в твердых телах при низких температурах ФТИ за помощь в работе.

В заключение автор хотел бы выразить глубокую признательность моим родителям - Черняевой Катажине Юзефовне и Черняеву Валентину Ивановичу, -без поддержки которых данная работа не была бы завершена.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Ю.И. Равич, Б.А. Ефимова, И.А. Смирнов. Методы исследования полупроводников в применении к халькогенидам свинца PbTe, PbSe и PbS. М., Наука, 1968, 384с.

2. Н.Х. Абриксов, J1.E. Шелимова. Полупроводниковые материалы на основе соединений AIVBVI. М. Наука, 1975, 196 с.

3. R. Dornhaus, G. Nimiz, В. Scliht. Narrow-Gap Semiconductors (Springer Tracts in Modern Physics, 98) (Berlin-New York: Springer-Verlag, 1983).

4. M.A. Коржуев. Теллурид германия и его свойства. М. Наука. 1986, 104 с.

5. С.А. Немов, Ю.И. Равич. Примесь таллия в халькогенидах свинца: методы исследования и особенности. УФН, 1998, т. 168, в.8, с.817-842.

6. Л.Д. Дудкин, Н.А.Ерасова, В.И. Кайданов, Т.А.Калашникова, Э.Ф. Косолапова. Влияние примеси индия на электрические свойства теллурида олова. ФТП, 1972, т.6, в.11, с.2294 2297.

7. Landolt-Bornstein. Numerical Data and Functional Relationships in Science and Technology, New Series, Group III, V.17, subvol. (Berlin: Springer-Verlag 1983).

8. E.O. Kane. The Band Structure of Indium Antimonide. J. Phys. Chem. Sol. 1956. v.l. N4. p.249.

9. Б.А. Волков, O.A. Панкратов. Кристаллические структуры и симметрия электронного спектра полупроводников группы А4В6. ЖЭТФ. 1978, т.75, в.4, с.1362-1379.

10. Б.А. Волков, O.A. Панкратов, A.B. Сазонов. Зонная структура полупроводников группы AIVBV1 в приближении сильной связи на р-орбиталях. ФТП. 1982, т. 16, с. 1734.

11. Б.А. Волков, O.A. Панкратов, A.B. Сазонов. Теория электронного энергетического спектра полупроводников группы А4В6. ЖЭТФ. 1983, т.85, в.4, с.1395-1408.

12. O.E. Квятковский. Строение валентной зоны соединений AIVBVI. ФТТ 32, 10, с.2862-2868.

13. Y.W. Tung, M.L. Cohen, Relativistic Band Structure and Electric properties of SnTc, GeTe and PbTe. Phys. Rev. 1969, v.180, N3, p.823-826.

14. J.S. Melvin and D.S. Hendry. Self-consistent relativistic energy bands for tin telluride J.Phys.C: Solid State Phys. V.12, 1979, p.3003-3012.

15. N.E. Phillips, B.B. Triplett, R.D. Clear, H.E. Simon, J.K. Hulm, C.K. Jones, R. Mazelsky, Low-temperature heat capacities of superconducting degenerate semiconductors. Physika. 1971. v.55, N10, p.571.

16. A.J. Bevolo, H.R. Shanks, D.E. Eckels. Molar heat capacity of GeTe, SnTe and PbTe from 0.9 to 60 K. Phys. Rev. B. 1976, v.13, N8, p.3523.о

17. L. Finegold, J.K. Hulm, R. Mazelsky, N.E. Phillips, B.B. Triplett. Establishment of bulk superconductivity in superconducting semiconductors. Ann. Acad. Sci. Finnicae Ser. A. 1966, v.210,p.l29.

18. M.L. ' Cohen, Y.W. Tsang. The Physics of Semimetals and Narrow-gap Semiconductors, Ed. D. L. Carter and R.T. Bate, Pergamon. 1971, p.303.

19. H.T. Savage, B. Houston, J.R. Burke. Fermi-Surface studies in SnTe. Phys. Rev. B. 1972, v.6, N6, p.2292.

20. Yu.I. Ravich, B.A. Efimova, V.I. Tamarchenko. Scattering of current carriers and transport phenomena in lead halcogenides. Phys. Status Solidi B. 1971, V.43, N1, 11-33; N2, 453-469.

21. G.F. Koster, J.C. Slater. Wave Functions for Impurity Levels. Phys. Rev. 1954, V.95, N5, p.1167- 1176.

22. G.F. Koster, J.C. Slater. Impurity Calculations. Phys. Rev. 1954, V.96, N5, p. 1208 -1223.

23. N.J. Parada, G. W. Pratt. New model for vacancy states for PbTe. Phys. Rev. Lett. 1969, v.22, N5, p. 180-182.

24. Б.А. Волков, О.А. Панкратов. Электронная структура точечных дефектов в полупроводниках A1VBVI. ЖЭТФ. 1985, т.88, в.1, с.280-293.

25. А.Н. Вейс. Энергетический спектр вакансий халькогена в электронном селениде свинца по данным оптического поглощения. ДАР1 СССР. 1987, т. 289, в.6, с. 13551360.

26. А.И. Ковалев, В.В. Остробородова, П.И. Фоломин. Глубокие уровни в запрещенной зоне нелегироваппого PbTe. ФТП. 1988, т.22, в.9, с.1601-1603.

27. В.И. Кайданов, Ю.И. Рйвич Глубокие резонансные состояния в полупроводниках типа AIVBVI. УФН. 1985, т.145, в.1, с.51.

28. A.A. Аверкин, В.И. Кайданов, Р.Б. Мельник. О природе примесных состояний индия в теллуриде свинца. ФТП. 1971, т. 5, в.1, с.91.

29. В.И. Кайданов, Р.Б. Мельник, И.А. Черник, Исследование теллурида свинца с примссыо индия. ФТП. 1973, т.7, в.4, с.759.

30. Б.А. Акимов, Н.Б. Брандт, С.А. Богословский, Л.И. Рябова, С.М. Чудинов. Неравновесное металлическое состояние в сплавах Pbi.xSnxTe(In). Письма ЖЭТФ. 1979, т.29, в.1, с.11.

31. Б.М. Вул, И.Д. Воронова, Г.А. Калюжная, Т.С. Мамедов, Т.Ш. Рагимова.в

32. Особенности явлений переноса в Pb0,78Sn0,22Te с большим содержанием индия. Письма ЖЭТФ. 1979, т.29, в. 1, с.21.

33. С.Н. Лыков, Ю.И. Равич, И.А. Черник. Проводимость по примесным состояниям и температурная зависимость кинетических коэффициентов в твердых растворах РЬ|.х1п.чТе с высоким содержанием индия. ФТП. 1977, т. 11, в.9, с. 1731.

34. С.А. Немов, Ю.И. Равич, A.B. Березин, В.Э. Гасумянц, М.К. Житинская, В.И. Прошин. Явления переноса в Pbo.7gSno.22Te с большим содержанием примеси In. ФТП. 1993, т.27, в.2, с.299-306.

35. Ю.И. Равич, С.А. Нсмов. Прыжковая проводимость по сильно локализованным примесным состояниям индия в '.PbTe и твердых растворах на его основе. ФТП. 2002, т.36, в.1, с.3-23.

36. Андроник К.И., Бойко М.П., Никорич A.B. Влияние примеси индия на электрофизические свойства Pb|.xSnvTe при х > 0.3. ФТП, т.26, в.5, с.839 (1992).

37. Акимов Б.А., Л.И. Рябова, О.Б. Яценко, С.М. Чудинов. Перестройка энергетического спектра в сплавах Pb!.xSnxTe с нримесыо In при изменении их состава и под давлением. ФТП. 1979, т. 13, в.4, с.752.

38. Г.С. Бушмарина, Б.Ф. Грузинов, И.А. Драбкин, Е.Я. Лев, В.М. Юнесв, Особенности легирующего действия In в SnTe. ФТП. 1984, т. 18, в. 12, с.2203.

39. А.Н. Вейс, В.И. Кайданов, С.А. Немов, С.Н. Емелин, А.Я. Ксендзов, Ю.К. Шалабугов. Примесные состояния галлия в теллуриде свинца. ФТП. 1979, г. 13. в.1. с.185-187.и

40. А.Н. Вейс, С.А. Немов. Исследование коэффициента поглощения теллурида свинца, легированного таллием. ФТП. 1979, т.13, в. 12, с.2384-2388.

41. А.Н. Вейс, С.А. Немов. Особенности электрофизических и оптических свойств РЬТс:Т1,.при больших содержаниях примеси. ФТП. 1981, т. 15, в.6, с. 1237-1240.

42. В.И. Кайданов, С.А. Немов, Ю.И. Равич. Резонансное рассеяние носителей тока в полупроводниках типа А4В6. ФТП. 1992, т.26, в.2, с.201-222.

43. В.И. Кайданов, С.А. Немов. Влияние примеси таллия на рассеяние дырок в халькогенидах свинца. ФТП. 1981, т.15, в.З, с.542-550.

44. С.А. Немов, Ю.И. Равич. Плотность резонансных состояний по данным гермоэде в РЬТе<Т1>. ФТП. 1988, т.22, в.8, с. 1370.е

45. В.И. Кайданов, С.А. Немов, Ю.И. Равич, A.M. Зайцев. Влияние резонансных состояний на эффект Холла и электропроводность в РЬТе при одновременном легировании таллием и натрием. ФТП. 1983, т.17, в.9, с.1613-1617.

46. А.Н. Вейс, С.А. Немов, В.А. Половинкин, Ю.И. Уханов. Исследование примесных состояний таллия в селениде свинца. ФТП. 1977, т. 11, №5, с.995.

47. Али Аларик Гогук, М.Б. Бабанлы, A.A. Кулиев. Фазовые равновесия в системах Tl2Se SnSe и Tl2Se - PbSe. Известия АН СССР, серия Неорганические материалы. 1978. т. 14, в.З, с.587-588.

48. А.Н. Вейс, В.И. Кайданов, С.А. Немов, С.И. Семенов. Структура валентной зоны сульфида свинца. ФТП. 1979, т.13, N5, с.1026-1029.

49. В.И. Кайданов, С.А. Немов, Р.Б. Мельник Особенности электрофизических свойств PbS с примесыо таллия. ФТП. 1979, т.13, N5, с.1011-1013.

50. И.А. Черник. В.И. Кайданов. М.И. Виноградова, Н.В. Коломоец. Исследования валентной зоны теллурида свинца с помощью явлений переноса. ФТП. 1968, т.2, в.6, с.773-781.

51. В.И. Кайданов, С.А. Псмов, Ю.И. Равич. Влияние резонансных состояний на эффект Холла и электропроводность в РЬТе при одновременном легировании таллием и натрием. ФТП. 1983, т. 17, в.9, с. 1613-1617.

52. A.I. Rosrnberg, F. J. Wald. Massive Heterovalent Substitutions in Octahedrally Coordinated Semiconductors. Phys. Chem. Sol. 1965, V.26, N7, p. 1079-1086.

53. R.S. Allgaier. Valence band in-lead telluride. J. Appl. Phys. 1961. Suppl. to N10, p.2185.

54. R.S. Allgaier, B.B. Houston. Hall coefficient behavior and the second valence band in lead telluride. J. Appl. Phys. 1966, v.37, p.302-309.

55. В.И. 'Кайданов, С.А. Немов, Ю.И. Равич, A.M. Зайцев. Особенности проводимости РЬТе, легированного таллием. ФТП. 1984, т. 18, в.7, с. 1288-1290.

56. С.А. Немов, Ю.И. Равич, A.M. Зайцев. Особенности поперечного эффекта Нернста Эттингсгаузена в условиях сильного резонансного рассеяния в РЬТе<Т1>. ФТП. 1985, т. 19, в.4, с.636-641.

57. И.А. Черник, С.Н. Лыков. Объёмная сверхпроводимость в легированном РЬТе. Письма в ЖТФ. 1981, т.7, в.2, с.9496.

58. И.А. Черник, С.Н. Лыков. Примесные состояния таллия в геллуриде свинца и сверхпроводимость. ФТТ. 1981, т.23, в.12, с.3548-3553.

59. В.И. Кайданов, С.А. Немов, Р.В. Парфеньев, Д.В. Шамшур. Влияние дополнительного легирования акцепторной примесыо па сверхпроводящий переход в РЬТе<Т1>. Письма в ЖЭТФ. 1982, т.35, в.12, с.517-519.

60. И.А. Черник, С.Н. Лыков, Н.И. Гречко. О природе сверхпроводящего состояния РЬТе, легированного таллием. ФТТ. 1982, т.24, в. 10, с.2931-2937.

61. R.A. Hein and P.H.E. Meijr. Critical magnetic fields of superconducting SnTe. Phys. Rev. 1969, v. 179, N2, p.497-511.

62. V.I. Kaidanov, S.A. Nemov, R.V. Parfeniev, D.V. Shamshur. Defects in semiconductors I. Proceeding of the 1st National Conference on Defects in Semiconductors. St. Petersburg. Russia, April 26-30, 1992, Scitec Publications Ltd, Switzeland, 1993.

63. P.B. Парфеньев, Д.В. Шамшур, C.A. Немов. Зависимость параметров сверхпроводящего перехода от состава твердого раствора и избытка Те в Sn|.zPbzTe: In, ФТТ, т.41, в. 12, с.2132-2134 (1999).

64. М.К. Житинская, С.А. Немов, Р.В. Парфеньев, Д.В. Шамшур Сверхпроводимость в твердых растворах Pb!xTexS с примесыо таллия. ФТТ. 1990, т.32 в.1 с.122-126.

65. A.L. Shelankov Mixed-valence behavior of impurities as a mechanism for superconductivity in IV-VI compounds Sol. St. Comm. 1987, V.62, N5, p.706-709.

66. Х.А. Абдуллин, А.И. Лебедев, A.M. Гаськов, В.Н. Демин, В.Г1. Зломанов. Структурный фазовый переход в твердом растворе PbTei.xSx. Письма в ЖЭ'ГФ. 1984, т.40, в.6, с.229-231.

67. В.И. Кайданов, С.А. Немов, Р.В. Парфеньев, Д.В. Шамшур. Сверхпроводимость в системе PbTe,xSex<Tl>. ФТТ. 1985, т.27, в.8, с.2513-2515.

68. Л.В. Прокофьева, М.Н. Виноградова, С.В. Зарубо. Легирующий эффект олова в твердых растворах Pb,.xSnxSe и Pb,.ySnyS. ФТП. 1980, т.14, в. 12, с.2201-2204.

69. Ф.С. Насрсдинов, С.А. Немов, В.Ф. Мастеров, П.П. Серегин. Мессбауэровские исследования двухэлектронных центров олова с отрицательной корреляционной энергией в халькогенидах свинца. ФТТ. 1999, т. 14, в. 11, с. 1897 1917.

70. JI.B. Прокофьева, Ф.С. Насредипов, Ю.А. Никулин, Г1.П. Серегин. Наблюдение методом Мессбауэра перезарядки атомов олова в твердых растворах халькогенчдов олова и свинца. ФТТ. 1982, т.24, в.6, с. 1630 1634.

71. JT.B. Прокофьева, C.B. Зарубо, М.Н. Виноградова, Ю.А. Никулин, К.Г. Гарцман. Об энерг етическом спектре примесных состояний Sn и Ge в твердых растворах на основе халькогенидов свинца. ФТГ1. 1982, т. 16, в. 12, с.2136 2140.

72. J1.B. Прокофьева, C.B. Зарубо, Ф.С. Насрединов, П.П. Серегин. Эффект перезарядки атомов олова в твердых растворах Pbi.xSnxS. Письма в ЖЭТФ. 1981, т.ЗЗ, в.1, с.14 16.

73. В.И. Кайдапов, И.С. Лискер. Исследование гальвано- и термомагнитиых явлений в полупроводниках нестационарным методом. Зав. лаб. 1966, т.32, в.9, с. 1091 1095.

74. В.И. Кайданов, И.С. Лискер. К вопросу об определении гальвано- и термомагнитных явлений в полупроводниках. ИФЖ. 1965, т.8, в.5 с.661 665.

75. Е.В. Кучис. Методы исследования эффекта Холла. М. Сов. радио. 1974.

76. В.И. Гольданский, Е.Ф. Макаров. Основы гамма-резонансной спектроскопии. Химические применения мессбуэровской спектроскопии. Под. ред. В.И. Гольданского. М., 1970.

77. С.А. Немов, Ф.С. Насрединов, Р.В. Парфеньев, М.К. Житинская, A.B. Черняев, Д.В. Шамшур. Влияние добавок Sn на электрофизические свойства исверхпроводящий переход в (PbTe)0.95(PbS)0.05- ФТТ. 1996, г.38, в.2, с.550-557.

78. С.А. Немов, Ф.С. Насрединов, Р.В. Парфеньев, Ю.И. Равич, A.B. Черняев, Д.В. Шамшур. Примесные электронные состояния атомов Т1 и Sn в твердом растворе (PbTe)o.9(PbS)o.i. ФТТ. 1996, т.38, в.5, с.1586-1591.

79. С.А. Немов, Р.В. Парфеньев, A.B. Черняев, Д.В. Шамшур. Явления переноса в системе (PbTe)|.x(PbS)x:Tl,Sn. Доклады V Межгосударственного семинара «Термоэлектрики и их применения», Санкт-Петербург, ноябрь 1996, с.55-59.

80. Р.В. Парфеньев, A.B. Черняев, Д.В. Шамшур, С.А. Немов, П.П. Серегин. Влияние изовалентпого замещения атомов в катионной и анионной подрешетке на явления переноса и сверхпроводящие свойства РЬТе:Т1. Сборник докладов

81. Международной научной конференции «ФТТ-2005. Актуальные проблемы физики твердого тела». Минск, октябрь 2005 г., т.2, с. 103 105.

82. С.А. Немов, Р.В. Парфеньев, А.В. Черняев, Д.В. Шамшур. Влияние уровня легирования In на сверхпроводящие свойства твердых растворов SnTeiySey, Доклады VI Межгосударственного семинара «Термоэлектрики и их применения», СПб, октябрь 1998, с.93-96.

83. В.А. Мошников, А.В. Мошников, С.А. Немов, Р.В. Парфеньев, А.И. Румянцева, А.В. Черняев. Рентгеноспектральный микроанализ четверных полупроводниковых твердых растворов и его применение к системе (SnTe-SnSe):In. ФТТ. 1999, т.41, в.4, с.612-617.

84. R.V. Parleniev, D.V. Shamshur, М.А. Shakhov, Zb. Chrapkiewicz. Superconductivity and magnetism in In-doped lead-tin tellurides. J. of Alloys and Compounds. V.219, p.313.

85. S.A. Nemov, R.V. Parfeniev, D.V. Shamshur, P.P. Konstantinov, M.O. Safonchik, D.I. Popov, J. Stepien-Damm, D. Kaczorowski. Observation of Superconducting and Structural Phase Transitions in Sn!.zGezTe:In Solid Solutions. Physica C. 2000, 333, p.31-40.

86. Г.С. Бушмарина, И.А. Драбкин, М.А. Квантов, О.Е. Квятковский. Строение валентной зоны соединений AIVBVI. ФТТ 32, 10, 2869-2880.

87. I I.R. O'Neal, N.E. Phillips. Low-temperature heat capacities of indium and tin. Phys. Rev. 1965, v. 137, A748.

88. B.B. Шмидт. Введение в физику сверхпроводников. М.: Наука. 1982, с. 134.