Электронные свойства жидких полупроводников с вырожденным электронным газом тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

РГб од

На правах рукописи

п 7 "Ьр

КОЛЬЦОВ ВЛАДИМИР БОРИСОВИЧ

ЭЛЕКТРОННЫЕ СВОЙСТВА ЖИДКИХ ПОЛУПРОВОДНИКОВ С ВЫРОЖДЕННЫМ ЭЛЕКТРОННЫМ ГАЗОМ

Специальность 02.00.04 - физическая химия

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени доктора химических наук

Москва-1996

Лбога выполнена в Московском институте электронной техники (техническом

университете)

Научный консультант, . - заслуженный деятель науки Российской федерации,

академик РАЕН, доктор химических наук профессор В.М.ГЛАЗОВ

Официальные оппоненты - академик АНР "Беларусь"

доктор физико-математических наук,

профессор Н.Н.СИРОТА доктор химических наук,

профессор А.Я.ПОТЕМКИН

доктор технических наук,

профессор И.Н.СОРОКИН

Ведущая организация - Институт общей и неорганической химии РАН

Защита состоится _1996 г.

на заседании диссертационного совета Д.053.03.03

при Московском институте электронной техники (103498, Москва, МИЭТ (ТУ)). С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МИЭТ (ТУ).

Автореферат разослан " " _' 1996 г.

Ученый секретарь диссертационного / : ----—

совета, д.т.н., профессор О/З^О''/' .'..■■.,■." А.А.РАСКИН

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.

Данная .работа посвяи'спа установлению рядд физико-химических закономерностей процесса плавления полупроводников, изменяющих либо сохраняющих тип химической связи в процессе фазового перехода кристалл-расплав на основе изучения основных электрофизических и магнитных свойств материалов -как электропроводность, термо-ЭДС, эффект Холла и магнитная восприимчивость.

Прогресс современной науки и техники, как известно в значительной степени определяется рачшггнеч электроники и особенно микроэлектроники, поразительные успехи которой базируются на успехах технологии получения металлов и полупроводниковых материалов высокой степени чистоты и структурного совершенства с заранее заданными физико-химическими свойствами. Потребность в материалах самых различных технических назначений диктует необходимость их всестороннего изучения в широком диапазоне температур, включая жидкую фазу, ибо нельзя получить совершенный монокристалл не имея представления о физико-химических свойствах расплава, т.е. той среды в которой он формируется.

Первоначальные представления А.Р.Регеля о фазовых переходах при плавлении полупроводниковых материалов детализированные нами в данной работе позволили установить неизвестное ранее явление локального температурного уплотнения структуры микрообьемов полупроводников, которое на основании шявки на открытие № А-026 от 5 апреля 1995 года было зарегистрировано, не 'Открытие", авторы В.М.Глазов, В.Б.Кольцов, В.З.Куцова, А.Р.Регель, Ю.Н.Таран, Г.Г.Тимошина, К.И.Узлов, Э.С.Фалькевич, А.М.Зубков. Суть данного явления »стоит в том, что при нагреве кристаллов полупроводников в его локальных областях происходит последовательная смена упаковки атомов вплоть до гиютнейшей и уменьшение степени направленности химической связи :опровождающееся изменением физико-химических и механических сиойств сристаллов полупроводников. Следовательно, изучение физико-химических свойств толупроводников в области плавления и жидкого состояния имеет принципиально зажное значение для определения характера кинетики процесса выращивания сристаллов из расплава, который является одним из ведущих в технологии юлучениЯ полупроводниковых материалов для микроэлектроники.

Большое внимание к изучению свойств жидких металлов и полупроводников объясняется также возможностью их практического применения в целом ряде (■стройсгв ядерной и солнечной энергетики и других отраслях современной техники. Л наконец, исследование таких структурно-чувствительных и связичувствнтсльных :войств различных материалов при переходе из твердого состояния в жидкое помимо 1рикладного значения весьма важны, также :пя развития физики и физической химии ,

полупроводниковых систем, т.к. понимание природы жидкого состояния и построение каких-либо теоретических моделей процесса переноса заряда в этих системах невозможно без наличия надежной информации о структуре и различных физико-химических свойствах расплава.

Следовательно, учитывая вышеизложенное выбранную тему данной работы можно считать актуальной.

Научное направление.

Электронные свойства жидких полупроводников с вырожденным электронным газом, ■ . •

Научная новизна работы.

Создан ряд экспериментальных установок для исследования электрофизических, гальваномагнитных и магнитных свойств металлов и полупроводников в широком интервале температур, позволяющих в едином эксперименте изучать как твердое, так и жидкое состояние, а также область фазового перехода кристалл-расплав. Разработанные экспериментальные методики, отличаются от стандартных оригинальными технич,хжими решениями, в частности: -разработана конструкция высокотемпературного нагревателя позволяющая проводить систематические исследования ' электрофизических и гальваномагнитных свойств металлов и полупроводников (от комнатной до 2000 К) в твердой и жидкой фазе;

- создано новое устройство для исследования температурной зависимости гальваномагнитных свойств расплавов высокоомных полупроводников;

- разработана оригинальная методика исследования магнитной восприимчивости, отличительной чертой которой является создание двух независимых объемов в отношении поддержания вакуума соответственно нагревательного и измерительного устройства, позволяющая проводить замену исследуемых образцов без разгерметизации нагревательного устройства и даже без соответствующего снижения температуры;

- разработан также способ исследования магнитной восприимчивости веществ, обладающих при высоких температурах повышенной химической активностью;

- проведено уточнение результатов по исследованию температурной зависимости электропроводности, термо-ЭДС постоянной Холла и магнитной восприимчивости элементов III®, IVе, VB, VI® подгрупп периодической системы Д.И.Менделеева и рчда бинарных полупроводников, различных структурных групп. Для некоторых веществ отмечены неточности в определении скачков вышеуказанных свойств;

- впервые проведено исследование электрофизических свойств кремния (электропроводности, термо-ЭДС постоянной Холла) в твердой и жидкой фазе;

- впервые получены результаты по исследованию температурной зависимости электрофизических и магнитных свойств соединений Mg2 Blv (где BIV-S¡, Ge, Sn, Pb) вблизи фазового перехода кристалл-расплав в твердой и жидкой фазе;

- впервые получены экспериментальные данные rio исследованию постоянной Холла и магнитных свойств соединений AmBv (Аш-Д1, Ga, In; Bv-Sb, As), в области фазового перехода кристалл-расплав в твердой и жидкой фазе;

- в рамках единого эксперимента на одних и тех же образцах в твердом й жидком состоянии получены нАвые экспериментальные данные по исследованию эффекта Холла, электропроводности и термо-ЭДС соединений AlvSe (AIV~Ge, Sn, Pb) и AvjSej(Av-Sb,Bi);

- уточнены данные по электрофизическим свойствам соединений AIVTe (Alv-Ge, Sn, Pb) в твердом и жидком состоянии;

-на основе полученных экспериментальных данных оценены изменения концентрации носителей заряда и- их подвижности при плавлении й дальнейшем нагреве расплавов металлов и полупроводников различных структурных групп, рассчитаны значения термической ширины запрещенной зоны в твердой фазе и энергии активации термической генерации носителей заряда в жидкой фазе;

- на основе проведенных исследований был выделен особый класс веществ -расплавы полупроводников с вырожденным электронным газом, главной особенностью которых, оказывается то,чтомежду их электронными свойствами имеются достаточно надежно установленные корреляции, которые позволяют объяснить специфические черты температурной зависимости этих веществ и сделать определенные заключения о характере кривой зависимости плотности электронных состояний от энергии для жидкого полупроводника и строения изучаемого расплава;

- на основе модели Мотта Н.Ф. получены фундаментальные выражения для электропроводности, термо-ЭДС и магнитной восприимчивости для случая сильного рассеяния электронов. Показано, что эти.формулы при слабом рассеянии носителей заряда переходят в известные формулы Займана Дж., описывающие металлическое состояние расплава;

- разработан новый способ оценки электронной составляющей энтропии плавления, как полупроводников металлизующихся в процессе фазового nci-.хода кристалл-расплав, так и полупроводников, расплавы которых являются расплавами с вырожденным электронным газом;

° ' - для расплавов с вырожденным электронным газом показана взаимосвязь величины электронной составляющей энтропии плавления с видом кривой зависимости плотности электронных состояний от энергии;

- — показана возможность проведения достаточно точных оценок эффективных масс для плотности состояний для расплавов с вырожденным электронным газом, исходя из прецизионных экспериментальных результатов по исследованию электрофизических и магнитных свойств различных веществ в области фазового перехода кристалл-расплав;

— показано, что при описании константы Холла по модели свободных электронов необходимо учитывать поправки на поляризацию электронного облака и асимметричное рассеяние электронов проводимости, обусловленное спин-орбитальным взаимодействием; для расплавов полуметаллов и металлизующихся при плавлении полупроводников необходимо учитывать также явление "послеплавления", связанное с сохранением в расплаве вблизи температуры плавления микрообдастей со структурой близкой к структуре твердой фазы. Количественный учет этих микрообласгей в рамках кластерной модели позволил получить зависимости аналогичные экспериментальным кривым;

— для расплава теллура предложен метод оценки объемной доли микрообласгей, сохраняющих цепочечную структуру твердой фазы вблизи Тпл из анализа экспериментальных данных по вязкости и плотности с привлечением некоторых соотношений описывающих поведение линейных полимеров;

— впервые для Б!, ве, соединений А'"ВУ, плавящихся согласно А.Р.Регелю по типу полупроводник-металл, в условиях атмосферного давления в процессе нагрева и охлаждения со скоростью менее 5 град/мин было отмечено немонотонное изменение электрофизических свойств.

Было показано, что скачкообразное изменение свойств полупроводников обусловлено фазовыми превращениями - перестройкой алмазной решетки вплоть до плотнейших упаковок и уменьшением степени направленности химической связи уже в твердом состоянии.

Целью работы является установление закономерностей формирования электронных свойств расплавов полупроводников различных структурных групп с вырожденным электронным газом и. выяснение особенностей энергетического спектра носителей заряда в них на основе экспериментального исследования температурной зависимости электропроводности, коэффициента Холла, термо-ЭДС и магнитной восприимчивости.

Научные положения выносимые на защиту.

—Экспериментальное и теоретическое установление взаимосвязей между электронными свойствами расплавов полупроводников с вырожденным электронным газом.

-Получение фундаментальных соотношений на основе модели Н.Ф.Мотта между исследованными электронными свойствами расплавов полупроводников с вырожденным электронным газом в случае сильного рассеяния носителей заряда.

-Новый метод оценки электронной составляющей энтропии плавления • полупроводников, расплавы которых являются пасплавами с вырожденным электронным газом и ее взаимосвязь с кривой зависимости плотности электронных состояний от энергии.

-Метод оценки эффективных масс электронов в расплавах полупроводников с вырожденным электронным газом.

-Новый метод оценки объемной доли микрообластей, сохраняющих в некотором интервале температур после точки плавления тип структуры твердой фазы для полупроводников, форма частиц которых в расплаве может быть принта цилиндрической.

-Теоретическое и экспериментальное обоснование существования в полупроводниках, плавящихся по типу полупроводник-металл фазовых превращений уже'в твердом состоянии в широком интервале температур (от комнатной до точки плавления).

Практическая ценность работы.

Разработан ряд экспериментальных установок для исследования электрофизических, пльваномагнитных и магнитных свойств металлов и полупроводников в широком интервале температур, позволяющих ■ едином эксперименте изучать как твердое, так и жидкое состояние, а также область фазового перехода кристалл-расплав.

Разработаны конструкции высокотемпературных нагревателей для проведения систематических исследований электрофизических, гальваномагнитных и магнитных : свойств металлов и полупроводников (от комнатной до 2000 К) В твердой и жидкой фазе, создано новое устройство для исследования температурной зависимости гальваномагнитных свойств расплавов высохоомных полупроводников.

Разработана оригинальная методика исследования магнитной восприимчивости, отличительной чертой которой является создание двух независимых объемов в отношении поддержания вакуума соответственно ; нагревательного и измерительного устройств, позволяющая проводить замену исследуемых образцов без разгерметизации измерительного устройства и даже без соответствующего снижения температуры.

Разработан также способ исследования магнитной восприимчивости вещесгв, обладающих при высоких температурах повышенной химической активностью. Получен большой экспериментальный материал по исследованию температурной зависимости электрофизических и магнитных свойств металлов и полупроводников различных структурных групп, который представляет интерес для дальнейшего развития представлений о фпзнко-хнмнческой природе электронных расплавов, углублению понимания взаимосвязи между структурой ближнего порядка, характером межчастнчного взаимодействия и электронными свойствами. Такие

результаты являются важными для развития уже существующих и построения новых теоретических и модельных концепций неупорядоченных систем.

Установленное нами неизвестное ранее явление последовательной смены упаковки атомов в конденсированных фазах с ковалентной составляющей химической связи также имеет большое практическое значение, поскольку открывает возможности реализации принципиально новых технологических решений, направленных на управление сгруктурообразованием как сплавов и как самих простых веществ в качестве промышленных материалов. Термическая нестабильность полупроводников, фазовые переходы и структурные особенности сплавов, содержащих фазы с ковалентной составляющей химической связи, твердофазные превращения в этих сплавах, вот неполный перечень проблем, которые *дут своего разрешения.

Апробация работы.

Материалы диссертации были доложены и обсуждены на HI, IV, V, VI, VII Всесоюзных конференциях по строению н свойствам металлических и шлаковых расплавов (Свердловск 1978, 1980, 1983, 1986), (Челябинск 1990), VIII Всероссийской конференции по строению и свойствам металлических и шлаковых расплавов, (Екатеринбург 1994), на II, III, IV Всесоюзных конференциях "Термодинамика и полупроводниковое материаловедение" (Москва ¡983, 1986, 1989), на Всесоюзном совещании "Химическая связь, электронная структура и физико-химические свойства полупроводников и полуметаллов (Калинин, 1985), Международной конференции "Non-crystalline Semiconductors - 86" Balatonzeplak, Hungary, 1986; на I Республиканской конференции "Физико-химические основы : получения и исследования полупроводниковых материалов а твердом и жидком состоянии" , (Куляб, 1989), на Республиканской конференции "Физико-химические основы производства металлических сплавов", (Алма-Ата, 1990), на I Всесоюзной конференции "Жидкофазные материалы" (Иваново, 1990), на V Всесоюзном совещании по материаловедению и физико-химическим основам получения легированных монокристаллов кремния (Кремний 90, 1990, Москва), на VIII Всесоюзном совещании по физико-химическому анализу^, (Саратов, 1991), на III Всесоюзной конференции "Материаловедение халькогенндных полупроводников (Черновцы, 1991), на V Международной конференции по химии и технологии хашлогенов и халькогенндов, (Караганда, 1995) , на IV Международной конференции "Материаловедение халькогенндных полупроводников" (Черновцы, 1995), на XIV International Conference on Thermoelectric», st. Peteiburg, 1995. -

Публикации

Материалы диссертации представлены в 93 печатных работах, в одном авторской свидетельстве на изобретение, в одном патенте на изобретение и я одном свидетельстве на "Открытие1*.

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, восьми глав, заключения и библиографии. Она содержит 550 страниц машинописного текста, включая 35 таблиц и 142 рисунха.

Список цитируемой литературы включает 387 наименований отечественных и зарубежных авторов.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность выполненных исследований, сформулированы цели и задачи работы, изложены основные положения выносимые на защиту, указана новизна и практическая ценность работы.

ГГервая глава посвящена обзору экспериментальных исследований электрофизических и магнитных свойств различных веществ в твердой и жидкой состоянии в Области фазового перехода кристалл-расплав, выполненных различными »вторами почти за последние 50 лет. Проведенный анализ кинетических свойств в расплавах металлов и полупроводников показывает специфические особенности транспортного механизма в этих неупорядоченных системах, связанный с изменением . энергетического спектра носителей заряда при плавлении. Однако, имеющийся на Сегодня экспериментальный материал явно недостаточен для понимания механизма Проводимости в рассматриваемых системах. Такая задача не может быть ранена без расширения изучаемых физических явлений и привлечения новых методов исследования. В первую очередь, это должны быть гальваномагнитные н магнитные Измерения, т. к. необходимость таких измерений для твердого тела общеизвестна, а в отношении жидкостей» как это следует из приведенного обзора такие исследования ограничены. ,

В главе второй рассмотрены некоторые результаты теории электронных Процессов в неупорядоченных системах. Особое внимание уделено двум современным подходам-'квазикристаллическому"и "квазигазовому" приближениям для Неупорядоченной системы. В рамках "квазигазового™ приближения по теории Дж.ЗаПмана показана возможность вычислений кинетических коэффициентов Методом псевдопотенциала. Однако, из-за сложности проблемы до сих пор не удается в полной мере достичь количественного соответствия расчетных значений данным экспериментальных исследований. В рамках "квазикристалличсского подхода" основное внимание уделено модели Мотга Н.Ф. На основе модели Morra Н.Ф. показано изменение кривой зависимости плотности электронных состояний от энергии электронного газа в зависимости от различной степени ршупоря.точсшк '

атомной структуры и как отражаются эти изменения на изменениях кинетических коэффициентов. Изложенные в главе результаты теоретических исследований используются в диссертации в качестве основы для обсуждения экспериментальных данных. '

Третья глава посвящена рассмотрению основных положений магнетизма слабо магнитных материалов, начиная от элементарных магнитных моментов и кончая магнитными свойствами металлических и полупроводниковых материалов в твердом и жндхом состоянии. Рассмотрены теории диамагнетизма Ланжевена-Паули и парамагнетизма Ланжевена-Ван-Флека. Приводятся соотношения, которые описывают магнит>>ую восприимчивость у таких систем. Квантово-механический расчет магнитной восприимчивости атома или иона, выполненный Ван-Флеком с использованием теории возмущения, приводит к соотношению

где п, т - квантовые числа, Ещп - энергии основного невозмущенного состояния и первого возмущенного состояния соответственно. Из выражения (3.1) следует, что магнитная восприимчивость содержит два члена • ланжевеновский диамагнетизм и поляризационный парамагнетизм Ван-Флеха, т.е.

(3.2)

Рассмотрены методы теоретического расчета величины X " магнитной восприимчивости атома или иона, выполненные Полингом, Стонером, Слейтсром и другими акторами. Сделан вывод, что эти расчеты пригодны лишь для оценки величины Х^. Оценку величины диамагнетизма Ланжевсна можно получить и другим путем, рассматривая полуэмпиричесасие данные, опирающиеся на немагнитные измерения. Такой подход осуществлен в ряде магиетохимических схем. Подробно анализируются магнетохимические схемы Паскаля, Дорфмана, Сироты, Матиаша, -Байли и Манки, Буша и других авторов.

В работе мы широко пользуемся магнетохимической схемой Буша, т.к. такой способ разбиения магнитной восприимчивости сохраняет свой формальный смысл и ддя неупорядоченных систем, в частности для расплавов металлов и полупроводников.

Для полупроводниковых материалов выражение (3.2) может быть записано в

виде

X = ЭО + Х.(7)+Хг(7)+(3-3). где и • магнитная восприимчивость атомной (ионной) решетки, %г - магнитная восприимчивость свободных носителей заряда, Хз • магнитная восприимчивость

примесных центров, Хг" магнитная восприимчивость термических дефектов. Однако, при анализе магнитной восприимчивости металлов п полупроводников в области плавления и жидкого состояния можно, как показано Бушем, ограничиться двумя членами уравнения (3.3).

X = XJ + Xe^T) (34).

где .'■'■■■ -. Хе = ХУУ+ХС1.+ХР+Х1

%уу - парамагнитная составляющая Ван-Флека, " парамагнитная составляющая Кюри-Ланжевена, %р • парамагнитная составляющая электронного газа Паули и XI. -диамагнитная составляющая электронного газа Ландау.

Описаны три особых, случая приближения при расчете электронной составляющей магнитной восприимчивости- сильно связанные электроны, свободные и квазисвободные электроны. Показано, что для корректной оценки электронной составляющей магнитной восприимчивости необходимо знать истинное значение платности электронных состояний на уровне Ферми.

В четвертой главе, основываясь на приведенном обзоре электрофизических, гальваномагнитных и магнитных свойств расплавов различной физико-химической природы и исходя из классификации типов плавления А.Р.Гегеля и В.М.Глазова нами определены конкретные задачи данной работы, сформулировано новое научное направление - электронные свойства жидких полупроводников с "вырожденным электронным газом". Этот класс объединяет полупроводники плавящиеся по типу полупроводник -металл, так и некоторые группы полупроводников переходящих из твердого состояния в жидкое по типу полупроводник-полупроводник. Главной особенностью этого класса оказывается то, что между электронными свойствами расплавов этого класса имеются достаточно надежно установленные взаимосвязи, которые позволяют объяснить специфические черты температурной зависимости электронных свойств этих веществ и сделать определенные заключения о характере зависимости плотности электронных состояний от энергии электронного газа в этих веществах, а также строении изучаемого расплава. В связи с этим в задачу нашей работы входило - разработка надежных методик и аппаратуры для высокотемпературных прецизионных исследований злектрофщнчесик, гальваномагннтных и магнитных характеристик расплавов металлов н полупроводников различных структурных групп ■ для установления оОишх закономерностей изменения этих свойств в зависимости ОТ типа межатомного взаимодействия исследуемых веществ ; разработка модели для неупорядоченные систем с вырожденным элекзронным газом с позиции выяснения се возможностей для расчета абсолютных значений и температурной зависимости физические свойств исследуемых расплавов полупроводников; классификация расплавов пп ченнме веществ по их принадлежности к тому или иному классу неупорядоченные снсгсы на

осиове анализа исследовании* гальваномагннтных, электрофизических, термоэлектрических и магнитных характеристик.

Пятая глава посвящена решению методических проблем высокотемпературных измерений электрофизических и магнитных свойств металлов и полупроводников вблизи фазового перехода кристалл-расплав в твердом и жидком состоянии.

I. Исследование электрофизических свойств.

Основной проблемой при исследовании электрофизических свойств металлов и полупроводников различных структурных групп является создание высокочувствителы ого измерительного комплекса, позволяющего измерять константу Холла, электропроводность и тсрмо-ЭДС в твердой и жидкой фазе с высокой степенью точности в широком интервале температур. Особенно трудноизмеримым параметром при исследовании электрофизических свойств жидких металлов и полупроводников является эффект Холла. Если в основном, трудности измерения электропроводности и термо-ЭДС связаны с изготовлением достаточно герметичной измерительной ячейки, то исследование эффекта Холла электронных расплавов помимо этого также связаны с очень малой величиной измеряемого сигнала. Собранный нами в содружестве с кафедрой теоретических основ теплотехники МЭИ измерительный комплекс позволяет преодолеть эти затруднения и исследовать эффект Холла, электропроводность и термо-ЭДС в широком диапазоне температур, включая жидкую фазу.

Данный метод измерении эффекта Холла является модификацией хорошо известного двухчастного метода переменного тока и переменного .магнитного поля, который впервые был разработан З.П.Жузе и В.Н.Богомоловым. Применение этого метода позволило практически полностью исключить влияние побочных гальваномагнитных эффектов и существенно ослабить влияние МГД-эффекта.

Использование новейшего электронного оборудования повышенного класса точности, в частности селективных усилителей и микровольтметров на интегральных схемах дало возможность нам несколько модернизировать данный метод измерения эффекта Холла - уменьшить на несколько процентов уровень интермодуляционных шумов и следовательно увеличить точность измерения этого параметра. Для создания магнитного поля был использован электромагнит торроидальной формы с рабочим зазором 54*10"3 м, изготовленный на опытном заводе МЭИ. Общая индуктивность обмоток составляла 0,393 ГН. Для компенсации этого реактивного сопротивления была собрана батарея конденсаторов общей емкостью 20,5х№~* Ф. Такая конструкция позволяла получить магнитное поле в зазоре 54x10'3 м равным 0,4 Тл при максимальном токе 28,3 А. В зазор электромагнита помешена высокотемпературная печь, выполненная из двух коаксиальных труб (молибденовых или графитовых), соединенных между собой в верхней части посредством сварки или

специальной графитовой муфтой. Такая конструкция позволяет пропускать ток через нагреватель в двух противоположенных направлениях. Этим исключалась возможность создания собственного магнитного поля, а максимальная температура такого нагревателя достигала 2000 К. Для предотвращения нагрева полюсов электромагнита нагреватель был помещен в водоохлаждаемый кожух. Подготовленная к работе ячейка помещалась в специальный стакан, который крепился ко дну снльфона. Вакуумнрование рабочего объема печи осуществлялось с помощью форвакуумного насоса, а затем рабочий объем заполнялся инертным газом, до избыточного давления 1,5хЮ! Па.

Контроль и регулировка температуры образца проводилась с помощью приборов В7-21 или Щ43 !Э и стандартных хромель-алюмелевых термопар.

В качестве измерительной ячейки мы использовали измерительное устройство

У-2, разработанное Б.ИЛСазанджаном с сотрудниками на кафедре теоретических

- -основ теплотехники МЭИ. Ячейка представляет сооой цилиндр с емкостью для загрузки исследуемого вещества, с коническим участком в верхней части, к которому притирается пробка, герметизирующая внутренней объем ячейки. Рабочая щель имеет габариты 0,035 м »0,005 м »0,0005 м. На боковой поверхности ячейки и на ее нижнем торце предусмотрены гнезда для токовых и потенциальных электродов и глубокие пазы для термопар. Такую конструкцию измерительной ячейки удалось осуществить, применяя метод точного керамического литья. Материалом ячейки служила керамика марки ГМ. В качестве материала зондов использовался спектр алию чистый графит, который плотно впресовывался в гнезда ячейки и соединялся с молибденовыми выводами. Для улучшения герметичности графитовые уплотнения промазывались специальной замазкой на основе окиси алюминия.

Нами разработана ячейка, для исследования гальваномагнитных характеристик расплавов высокоомных полупроводников. Устройство представляет собой цилиндрический корпус га карбонтрида бора с внутренним. щелевидным рабочим каналом прямоугольного сечения и с диаметрально противоположными симметричными выемками. ¡Отношение длины рабочего канала к его ширине составляло 1:3. В верхней части устройства предусмотрена емкость для загрузки исследуемого вещества, которое после плавления заполняет рабочий канал н штифты для герметизации внутреннего объема. В нижней и верхней части канала имеются отверстия для подвода холловскнх зондов. В боковой стенке корт . диаметрально противоположно имеются прямоугольные отверстия для токовых зондов, с внешней стороны корпуса предусмотрены каналы ятя закладки термопар и токовых провпдов.

Частота переменного тока подводимого к токовым зондам образна от стандартного генератора ГЗ-ЗЗ составляла 86 Гц. Измерения холловского напряжения низкоомных полупроводников и металлов проводилось по трехзонловой схеме (схема со средней точкой между зондами, устройство У-2). Для ^ранения

параэитных напряжений при измерении холловского сигнала применялась схема, собрата» из пассивных элементов, состоящая из компенсатора индукционной наводки, компенсатора неэквипотсщиальности и Т-образного фильтра, настроенного на частоту 150 Гц. Наличие Т-образного фильтра с частотой подавления 150 Гц обусловлено наличием железного магиитопровода электромагнита за счет чего и появляется третья гармоника частоты 50 Ги. т.е. возникает ложное напряжение на частоте 150 Гц, значительно превышающее холловекмй сигнал и которое необходимо устранить. Конструктивно компенсаторы выполнены в виде экранированной металлической коробки и представляют собой магазин декадных ; слителей и фазовращателей с подстроечными конденсаторами. Уровень компенсации паразитных сигналов достигал 3x10~6 В. Небольшие отклонения от этого уровня в процессе измерения регистрировались с помощью двух селективных вольтметров В6-9, настроенных на частоту тока и магнитного поля соответственно и визуально наблюдались на экране двухканального осциллографа C1-S3.

Напряжение Холла регистрировалось на частоте 36 Гц с помощью усилителя У2-8 и синхронного детектора В9-2. Для формирования опорного сигнала синхронного детектора В9-2 в зазор электромагнита помещался эталонный датчик Холла Х-Ш, который также, как и образец, подключался к генератору ГЗ-ЗЗ, настроенному на частоту 86 Гц. Вносимое входными цепями ослабление сигнала учитывалось с помощью контрольного генератора ГЗ-ЗЗ, который вместо образца, подключался на вход измерительной схемы для сравнения входного И выходного сигналов. Измерение тока через образец и магнитного поля осуществлялось с помощью вольтметра повышенной точности 83-33, магнитное поле измерялось с помощью витка, расположенного в зазоре электромагнита.

Величина наводимого в нем напряжения предварительно была строго отхалибрована по эталонному датчику Холла. При оценке точности измерения постоянной Холла мы принимали во внимание точность измерения температуры, холловского напряжения, тока, магнитного поля и толщины щели измерительной ячейки. Суммарная ошибка при измерениях : на жидких металлах или металл нзующихся при плавлении полупроводниках достигала 4%, а чувствительность измерительной схемы по напряжению составляла - Ю-* В.

Электропроводность расплавов металлов и полупроводников мы изучали, используя, как устройство У-2, так и У-l на постоянном и переменном токе (с частотой 86 Ги).

Поскольку изменение электропроводности проводилось относительным методом предварительно перед измерениями мы определяли постоянную ячейку путем ее тарировки по ртути высокой частоты, для которой имеются надежные данные по электропроводности. Погрешность измерения электропроводности равна

- 132,5% и складывается также, как и для эффекта Холла, иг точности измерения тока образца и ошибки измерения температуры образца термопарой. Измеряя термо-ЭДС в расплавах металлов и полупроводников мы использовали ячейки (У1 и У-2). В процессе измерения нагреватель обеспечивал стабильный перепад температур на образце 10-12 градусов, если держатель с образцом был помешен вблизи нижнего водоохлаждасмого фланца печи. Значение термо-ЭДС в цепи каждой из термопар мы измеряли микровольтметром В7-21 или Щ4310. Погрешность измерения по данной методике составила 2,5%..

2. Исследование магнитной восприимчивости.

Самым распространенным мете дом измерения магнитной восприимчивости является относительный метод Фарадея. Отличие различных методик используемых разными авторами обусловлено прежде всего формой полюсных наконечников электромагнита. Это связано с тем, что с одной стороны необходимо создать максимальный градиент магинтного поля, а с другой стороны обеспечить постоянный градиент поля в большом объеме. Точность измерений магнитной восприимчивости в значительной степени зависит от весовой системы, с помощью которой проводится измерение пондемоторной силы действующей на образец в магнитном поле.

Основную часть собранной нами установки для измерения магнитной восприимчивости составляет электромагнит ФЛ-1, разработанный на физическом факультете МГУ. Максимальное поле при максимальном токе 15 А через электромагнит при зазоре 10 мм между башмаками электромагнита составляет 0,5 ТЛ. Электромагнит питается от однофазного источника тока, который позволяет пропускать через электромагнит максимальный ток 15 А при напряжении 220 В. При реализации метода Фарадея использовались полюсные наконечники в виде усеченного конуса при соотношении их диаметров 50:1, что позволяло в рабочем зазоре 50 мм получать неоднородное магнитное поле до 10 А/м, причем градиент поля оставался постоянным на расстоянии 20 мм от оси башмака.

Учитывая специфические особенности измерения магнитной восприимчивости нами был разработай нагреватель, который помещался в зазор электромагнита. Тепловыделяющий элемент аналогичен описанному выше при обсуждении установки для измерения эффекта Холла. Нагревательный элемент печи при помощи вакуумно-плотных прокладок, жестко соединяется с плитой, на которог располагается измерительная часть установки; во избежании перегрева прокладок в конструкции предусмотрен верхний холодильник.

Для измерения пондемоторной силы, действующей на образец в магнитной поле мы, как и все другие авторы, подобных конструкций, использовали аналитические весы марки ВЛА-200, которые позволяют фиксировать изменение веса образца с точностью до 1<НГ. Весы укрепляются на толстой стальной плите и герметически закрываются стальным колпаком с двумя смотровыми окнами, что .

позволяет вакуумировать пространство пол колпаком до д'.пл'ения 10"'Па. Все ампулы с веществом в отсутствии магнитного поля уравновешивались гирьками, которые устанавливались на чашке весов. Для более точнг.Р фиксации веса образца под действием магнитного поля было использовано специальное компенсирующее устройство.

Для устранения влияния магнитного поля электромагнита на постоянный магнит, компенсирующее устройство было заключено в экран, выполненный в форме "бочонка" из армко-же;<^а. Такое компенсирующее устройство позволяет повысить предел измерения пондеыоторной силы на аналитически* весах до Ю"8 И, что является весьма существенным при реализации метода Фарадея. Наилучшей средой для работы графитового нагревателя, как известно, является среда инертного газа. Однако, проведение измерений магнитной восприимчивости в инертной среде сопровождается возникновением конвекционных потоков, которые приводят к большим погрешностям при измерениях по метолу Фарадея. В связи с этим мы разделили объемы нагревателя и измерительной системы; во внутренней объем нагревателя была помещена цилиндрическая . трубка, вакуумно-плотно соединенная с объемом измерительной системы. Создание двух независимых объемов в отношении поддержания вакуума - объемов, соответственно нагревательного и измерите ного устройства является важной отличительной чертой данной методики и позволяет производись замену исследуемых образцов без разгерметизации нагревательного устройства. Измерение температуры образца осуществлялось при помощи термопары и цифрового вольтметра В7-21. Термопара через Вакуумные уплотнения помещалась в печь на расстояние 3 мм от измерительного образца. Для . этого в цилиндрической трубке сделан прилив, куда и была помещена термопара. Дл* измерения магнитной восприимчивости по методу Фарадея, исследуемое вещество помещалось в специальный контейнер, имеющий форму цилиндра диаметром 8 мм и высотой 20 мм. Такие размеры образца были выбраны исходя из топологии полюсных наконечников В виде усеченного конуса. Материалом контейнера служил кварц. В некоторых случаях, когда нельзя было использовать кварцевые контейнеры, например при измерении соединений \^2В|У(В,у-81\ Ое, Бп, ГЬ) контейнеры изготовляли комбинированными • с вкладышами, из притертых друг к другу цилиндриков из АЬОз. В установке предусмотрена система подсветки, предназначенная для визуального наблюдения за поведением образца в магнитном поле. Луч света от источника, расположенного в нижнем торце нагревателя попадает на зеркало, расположенного в измерительной части установки и освещает образец, за положением 'которого можно наблюдат ь через смотровое окно.

При проведении измерений необходимо учитывать, что полная магнитная восприимчивост ь образца в общем случае включает ряд вкладов.

^вещ P„ он ^пар

Хобщ=Хвэщ"^ Хк он^ •'Xnap'Z (5.1), ,

'обр 'обр 'обр

где X вещ.X кон, X пар • магнитные восприимчивости исследуемого вещества, I г гериала контейнера и паров исследуемого вещества, а /обр, Р*о», Лир -г .¡ответственно их веса. Если при проведении измерений третьим членом выражения (5.1) можно пренебречь: при использовании тарированных контейнеров полностью заполненных веществом то вторым членом пренебрегать нельзя. Поэтому перед исследованием магнитной восприимчивости вещества необходимо провести определение магнитной восприимчивости контейнерного материала. При калибровке установки проводилось измерение магнитной восприимчивости при комнатной температуре образцов монокрнсталличсского германия, для которого удельная магнитная восприимчивость при 290 К составила (1.05 ± 0,01)х 10"7 ед. СГСМ, что находится в хорошем согласии со многими авторами. Относительная ошибка при проведении измерений относительным методом Фарадея составляла 5%.

В шестой глазе приведены экспериментальные результаты, полученные нами при исследовании температурной зависимости электропроводности, тсрмо-ЭДС, эффекта Холла и магнитной восприимчивости веществ 111", IV», VB,VI® подгрупп периодической системы Д И.Менделеева и бинарных соединений различных структурных групп An,Bv, Mg2BlV, A'VBV1, AjvB3vl, A2'BVI вблизи температуры фазового перехода кристалл-расплавов в твердом и жидком состоянии. Значения электрофизических свойств при плавлении указанных веществ представлены в таблице I.

1. Вещества П!» полгруппы.

Из таблнцыИ следует, что у простых веществ III0 подгруппы периодической системы наблюдается незначительное изменение их электрофизических параметров (в пределах одного порядка для индия и таллия падает электропроводность, постоянная Холла и коэффициент термо-ЭДС), причем электрофизические свойства имеют порядок значений, свойственных металлам. Электропроводность же галлия при плавлении незначительно возрастает. Данный факт позволяет сделать вывод, что индий и таллий плавится по типу металл-металл, а галлий по типу полумегалл-металл.

2. Вещества 1УВ подгруппу

Кремний в наст ;щее время является базовым материалом электронной техники, широко применяющимся для производства полупроводниковых приборов. В связи с этим возникает повышенный интерес к изучению его физико-химических свойств, как п твердом, так и в жидком состоянии, ибо нельзя получить совершенный монокристалл, не имея представления о физико-химических ci 1ства.\ распопа, т.е.

той среды, где этот монокристалл формируется. Однако, расплав кремния проявляет повышенную химическую активность при высоких температурах, в связи с чем его электрофизические свойства изучены крайне недостаточно. Поэтому с целыо получения надежной информации о температурной зависимости электрофизических свойств кремния было проведено комплексное исследование эффекта Холла, электропроводности и термо-ЭДС кремния в твердой и жидкой фазе. Основная проблема при проведении таких исследований заключалась в подборе контактного материала для электродов. Контактным материалом после проведения серии опытов был выбран днсилицид молибдена (МоЭЬ), область температурной устойчивости которого достигает 2000 К, а термо-ЭДС МоЭи выше 800 К практически не завчеит от температуры и близка к величине -ЭхШ"6 в/к. Так как кремний обладает малой плотностью и большим коэффициентом поверхнос.но1 о натяжения, что препятствует его затеканию в рабочую щель ячейки, в рабочий канал измерительного устройства вставлялась кремниевая пластина с концентрацией носителей заряда порядка |019-Ю20 м-3 при комнатной температуре.

Экспериментальное исследование температурной зависимости электрофизических свойств кремния показало, что данное вещество в твердой фазе вплоть до плавления является полупроводнйком^п-типа, а после плавления переходит в металлоподобное состояние, причем терм^ЭДС и постоянная Холла имеют отрицательные так». Значения электрофизических свойств при плавлении кремния в твердой и жидкой фазе представлены в таблице 6.4.

По характеру изменения электрофизических свойств германий является аналогом кремния. При плавлении германия, так же как и в кремнии происходит скачкообразное изменение его электрофизических свойств (табл. 1). Анализ температурной зависимости магнитной восприимчивости расплава германия позволяет сделать вывод/ что преобладающее влияние на суммарную магнитную восприимчивость оказывает парамагнитная составляющая электронного газа, отделенного от ионного остова: вследствие разрушения ковалентных связей при плавлении, т.е. германий подобно кремнию металлизустся при плавлении.

Из рассмотрения электрофизических свойств олова и свинца (табл.1) следует, что данные вещества аналогично индию и таллию плавятся по типу металл-металл.

3. Вещества V8 подгруппы.

Рассмотрение электрофизических свойств простых веществ Vе подгруппы периодической системы Д.И.Менделеева вблизи точки плавления в твердом и жидком состоянии позволяет заключить, что данные вещества подобно галлию плавятся по типу полуметалл-металл (табл. I).

4. Теллур, ■

Аналнз электрофизических свойств теллура, позволяет сделать вывод, что данное вещество плавится по типу полупроводник-полуметалл-металл, причем процесс металлизации происходит непосредственно в жидкой фазе (табл.'.1). К аналогичному выводу можно прийти и на основе измерений магнитной восприимчивости теллура. Как показывают расчеты преобладающее влияние вблизи точки плавления в расплаве теллура оказывает диамагнитная составляющая. По мере нагрева расплава теллура вклад парамагнитной составляющей электронного газа в общую магнитную восприимчивость возрастает, а при температуре 825 К даже несколько: превышает величину диамагнитной составляющей. Такое поведение магнитной восприимчивости расплава теллура хорошо согласуется с изменением других электрофизических свойств, постоянной Холла, электропроводности и термо-

эде. .

5. Расплавы полупроводниковых соединений различных структурных групп.

Анализ температурной зависимости постоянной Холла, электропроводности и термо-ЭДС соединений Аш Аш-А1, Са, 1п; Ву-А$, БЬ) позволяет сделать вывод о том, что эти соединения подобно кремнию плавятся по типу полупроводник-металл. При этом данные по соединениям АВЬ, СаЛэ, 1пАз получены нами впервые. Исследования температурной зависимости электрофизических свойств соединений В'У-Б!, Се, Бп, РЬ) указывают на тот факт, что эти вещества в твердой фазе, подобно соединениям АМ|ВУ являются полупроводниками п-тнла. Однако, при плавлении происходит скачкообразное изменение постоянной Холла, электропроводности и термо-ЭДС, при этом постоянная Холла принимает значения свойственные жидким металлам при отрицательном знаке эффекта в то время, как знак термо-ЭДС меняется на противоположный и значение этого свойства уменьшается с ростом температуры. Рассмотрение температурной зависимости магнитной восприимчивости расплавов соединений А'"ВУ и Мё2В|у позволяет сделать заключение о том, что в случае расплавов А15Ь, СаАз, МггБ!, Мйг Се и М$г5п преобладающее влияние на суммарную магнитную восприимчивость оказывает парамагнитная составляющая электронного газа, отделенного в модели свободных электронов от ионного остова, вследствие разрушения системы ковалентных связей при плавлении. В случае же расплавов ЬБЬ, ваБЬ, 1пАз и преобладающее влияние вблизи точки плавления оказывает диамагнитная составляющая. Расплавы 1п8Ь, 1пАз, \fg2Pb при нагреве остаются диамагнитными. По мере нагрева расплава ОаЭЪ вклад парамагнитной составляющей электронного газа в общую магнитную восприимчивость возрастает и при Т * 1070 К. даже несколько превышает величину диамагнитной составляющей. При "анионном" замещении на более тяжелый элемент (М225ьМ£:Се-Ма23п-.\^РЬ; 1пА$-1п5Ь; СаАз-СавЬ) величина магнитной восприимчивости % уменьшается, как в твердом,

так и жидком состоянии. Очевидно, это объясняется существенным влиянием диамагнитной составляющей ионных остовов. Отмечено, что изменения магнитной восприимчивости рассматриваемых расплавов хорошо коррелирует с изменением других электрофизических свойств, например коэффициента Холла, электропроводности и термо-ЭДС. В рамках единого эксперимента на одних и тех же образцах в твердой и жидкой фазе нами проведено исследование температурной зависимости электрофизических свойсто соединений А|УВУ|(А'МЗС, Яп, РЬ;

ВУ1-5е; Те). Отметим, что данные по исследованию температурной зависимости постоянной Холла получены нами впервые, В соединениях ОеБе, ОеТе, впТе в твердой фазе реализуется преимущественно "дырочный" механизм проводимости, в то время, как Згёе, РЬБе, РЬТе вблизи температуры плавления является полупроводниками п-типа. В жидкой фазе коэффициент термо-ЭДС Севе, ОеТе, вг&е, 8пТе остается положительным во всем исследуемом интервале температур, в то время как знак коэффициента Холла отрицательный. Расплавы этих соединений как и соединения \^2В,У являются примером, так называемой а-Ян "аномалии", Напротив коэффициент термо-ЭДС для расплавов соединений РЬБе и РЬТе отрицателен и возрастает с ростом температуры расплава.

Плавление рассматриваемых соединений сопровождается незначительным изменением магнитной восприимчивости за счет увеличения концентрации свободных носителей заряда, что связано с увеличением парамагнитной составляющей х- Это вывод согласуется с результатами исследования эффекта Холла (табл. 6.1). ■

В рамках единого эксперимента нами также проведено исследование электрофизических свойств соединений А2уВ11"(ВцТез, ВЕгве), БЬгТез, 5ЬгЗез). Следует отметить, что данные по температурной зависимости эффекта Холла для соединений ВЬБе] в твердой и жидкой фазе вблизи фазового перехода кристалл -расплав получены нами впервые (табл. 6.1).

Отмечено, что зависимости Кн(Т), а(Т) и %(Т) у соединения БЬгЗез в . жидком состоянии характерны для полупроводников, однако, абсолютные значения и характер зависимости, а(Т), л также ин(Т), (и - холловская подвижность) не соответствует поведению полупроводников. Столь низкие, практически близкие к нулю значения а характерны для металлов. Отмеченный противоречивый характер ' в электронных свойствах расплава ЗЬгБез невозможно истолковать на основе зонной теории. ■

Нами также в рамках единого эксперимента проведены исследования : электрофизических свойств соединений А'гВ^А'-Си. Ае; В^-Б, ве, Те) в широком интервале температур в твердом ■ и жидком состоянии. Результаты измерений приведены в таблице 6.1. В твердой фазе у всех исследованных соединемий

электропроводность в окрестности фазового перехода кристалл-расплав монотонно возрастает, что обусловлено проявлением собственней проводимости. Из данных таблицы следует, Что электропроводность халькогенндов при плавлении скачкообразно увеличивается, причем величина скачка электропроводности в каждой группе последовательно изменяется при переходе от сульфида к теллуриду. В жидкой фазе электропроводность растет для халькогенндов меди и теллурида серебра, а для сульфида и селекида серебра падает. Характер температурной зависимости термо-ЭДС исследованных соединений коррелирует с изменениями электропроводности. В твердом состоянии термо-ЭДС перед плавлением падает, что также обусловлено проявлением собственной проводимости. В точке плавления наблюдается скачкообразное изменение коэффициента термо-ЭДС, причем для халькогенндов меди и сульфида серебра изменение термо-ЭДС направлено в сторону уменьшения, а для селенидз и теллурида серебра в сторону увеличения.

Численные значения термо-ЭДС, халькогенндов меди и серебра вблизи точки плавления также представлены в табл;'.1, Из анализа данных таблицы(1 следует, что изменение термо-ЭДС при плавлении незначительны, что указывает на сохранение общего характера межатомной связи при плавлении.

. Постоянная Холла для всех халькогенндов меди и серебра при нагревании монотонно уменьшается, как в твердом, так и в жидком состоянии. Наблюдаемый характер температурной зависимости является типичным для полупроводников, на основе чего можно сделать вывод об активационном характере проводимости как в твердой, так и жидкой фазе этих соединений. Плавление же рассматриваемых соединений сопровождается скачкообразным уменьшением постоянной Холла, причем величина скачка незначительна, что также свидетельствует о сохранении характера межатомного взаимодействия в этих соединениях при переходе из твердого состояния в жидкое. Магнитная восприимчивость у всех исследованных соединений отрицательна по знаку эффекта и монотонно уменьшается с ростом температуры (по абсолютной величине). .

В точке плавления наблюдается небольшой скачок направленный в сторону уменьшения этого параметра (абсолютной величины).

Таблицаб.1

Изменение электрофизических свойств полупроводников различных структурных групп в области фазового перехода ;

№ п/п Вещество К-Н5 м'/кл КгаЛО" м3/кл 1ан5/Ян14 45*105 См/м См/ы Ои/05 ах В/к ад. В/к |<Ы<15|

1 Оа 6x10-1 -3,9 1,54 35 38.8 1.1 +2,5 -0,4 6,25

2 1п 3x10-3 -5,6 0.54 65,9 30,2 0,45 +2,1 -1 2,1

Т1 2,05x10» -5,3 0,39 28,1 13,7 . 0,49 +0,45 -0,5 0,9

4 -70 -3.3 20000 0.6 12 20 -76 -14 5,4

5 Ос -10 -3,6 2800 1.25 15,2 12,2 -70 -12 5.8

6 Бп -0,0044 -4,4 1 43,9 20,8 0,47 -0,1 -0,4 0.25

7 РЬ -0,0048 -4,8 1 20,а 10,6 0.51 . -0,2 -3.4 0,06

8 БЬ -87x10> -4,6 18,9 5.46 8,80 1,61 19,75 -6 3,29

9 В1 1050x10» -3,7 283,8 4.25 7,81 1,84 38.5 -23 15,4

10 Те 24 -12,8 . 1875 0,1 1,8 18 300 20 15

11 А1БЬ -2 -4,8 417 0,16 9,9 62 -120 -76 1,6

12 СаБЬ 1 -2 -5,0 400 0.28 10,6 38 -78 -28 2,8

13 ЬБЪ | . -1,2 -7,0 171 2.9 '0 3.5 -83 -36 2,3

14 СаАз I -0,9 -5,3 170 0,3 0,79 263 - - -

15 1пА! I -ОД -43 70 3,6 6.8 1.» - - -

16 -3,0 -5,1 588 1.12 . 9,78 8.73 -22 +6 3,7

17 Мг&е -2,3 -5,3 434 .1.14 8,4 7,37 -20 +23 8

18 Мвгвп -0,88 -«3 . 139 2,03 10,46 5,2 -12 И 3

19 МвгРЬ -0,3 -6.5 46 3,6 8,56 2.4 •7 +2 3,5

20 всБе +3,6 -3900 0.92 0,33 0,175 0,53 +125 +85 0,68

21 БпБе -3,7 -3300 1.12 0,140 0,238 1.7 -50 +25 03

22 РЬБе -4.2 .3300 1.27 0,310 0,454 13 -57 : -26 0.46

23 йсТс +0,089 т17 54 2,42 2,66 1.1 ♦138 +27 5.1

24 БпТс +0,43 . -14 3,07 1.4 1,84 1,31 +148 +28 5.3

25 РЬТе -1.8 "12 150 0,44 1,52 3.45 •12 ;,4

26 БЬЯи -10 -150 « 0.0016 0,0024 1Д 150 +3 0.О2

27 ВЬБ« -3,17 -240 13Д 0,45 0.9 2.2 -90 •30 3

28 БЬЛсз +0.13 -20 6,5 0,9 1,85 2,05 +86 +27 34

29 ВиТеЗ -1.5 -9 167 1.25 2.58 2,06 -45 -3 15

30 Сий +2,5 -П50 1.85 0.027 0,038 1.41 +420 +335 0,8

31 СиЗе + 1.7 -950 1,79 0,094 0,131 1.41 +200 +170 0,85

32 Си:Тс +0,8 -560 1.43 0,465 0,540 1.16 +155 -130 0,84

33 -Аб* -0.6 -400 • 13 0,760 03 0.4 -27 -43 1,59

34 -0.82 : -500 1,64 1.4 0,650 0.47 -52 -40 0.77

Продолженне табл. 6.1

» п/п Вещество Xi-IO» en. crcM xrio* M. СГСМ lAxI СД. СГСМ г. атоы. nsxlo» u» Ш.Х10» M > m/'ns Uns-10" MVB-C UhlIO4 u'/B-c Uhs/Uhl

r. a ton. г. атом.

1 Ga - - - 1040 1.6 1.54 2.1 131 139

2 In ■ - • • 2060 1.12 033 1,98 1,69 1.17

3 Т - • • 30S0 1.18 039 0,58 0.73 0.79

4 Si ■ • • 0,029 2 69000 420 ■ 0.4 1050

5 Ge +5,0 -7,72 I2.7Í 0,23 1,74 7500 125 0,55 227

6 Sn • - - 1420 1,42 1 1.93 0,91 2

7 Pb • • 1300 1 0,98 03 2

8 Sb - • 70 1.36 18,9 4,75 0,40 11.7

9 B! • - - 0,006 1,69 283,8 •44,625 0.288 154,94

10 Te -4 -36 40 0,26 0,488 1875 24 0,23 104,3

11 AlSb 2 -19 21 3,1 1.3 419 3,2 03 6,4

12 GaSb 0 -23 23 3.1 1,25 403 5,6 0,53 10,6

13 InSb -8 -35 27 5,2 0.9 173 35 0,7 50

И GaAs 2.5 -16.5 -, 19 6.9 1.18 170 2.7 0,42 6.4

13 InAs •3 -27,25 24,25 20,8 1,45 70 10,8 0.29 37,24

16 MgjSi 4,6 -8,0 12,6 0,347 1,23 3544 33,6 03 67

17 Mg¡Ge 3,5 -9,4 13,0 0,522 1,18 2261 26 0,45 58

18 MgiSn 1,4 -11,8 13,2 1,33 0,99 744 17,9 0.66 27

19 MgjPb -1,6 -14,6 16,2 20,8 0,96 46 10,8 0.6 18

20. GeSe -21,8 -17,7 4,1 1,74 1,6x10» 0,92 11.88 6.8 1,74

21 SnSe -27,4 •21,1 6,3 1,69 1,89x10' 1.12 5,18 7,9 0.65

22 PbSe -29,8 -18,7 ll.í 1,49 I,89xl0"3 1.27 13,0 15,3 0,85

23 GeTe • • 70 0,37 5,2 2,15 0,45 4,9

2« SnTc - ■ - ■ - 15 0,46 30,7 6 0,26 23

25 PbTe ' - 3.5 0,52 149 7.9 0.18 ■44,4

26 SbiSo -26,0 -28 2 ' 0,625 0,042 67,2 0,16 0,01 16

27 BijSci -233 -34,2 10,7 1.97 0,026 13,2 ' 14,2 2,16 6,6

28 SbiTe» 48 0,313 6.5 1.17 0,37 3,2

29 BiiTc3 : • - 4.17 0,69 165 0,23 813

3» CuiS -7,9 -11,6 3,7 2,5 0,0046 1,85 0,675 0,513 • 1.32

31 CuiSe -13.9 -17,7 3,8 3,6 ,0,0065 1.79 1.598 1.24 1,29

32 CuiTe -16,9 -20 3,1 7,81 0,0112 1,43 3,72 3.02 из

33 AfiS -30,1 •31,2 I.' 10,4 0,0156 13 4.56 1.2 3.S

34 AgjSe ' -28 -Э3.1 4,1 7.62 0.0125 1,64 11,48 3.25 3.53

35 AgiTe '32,5 -35.8 .. ■ ■ 3.3 52 0,0074 0,141 0,48 2,12 0,23

Рассмотрение температурной зависимости магнитной восприимчивости позволяет сделал» такое же заключение, как и на основе анализа электрофизических свойств , о том. что соединения Вп плавятся по типу полупроводник-полупроводник.

Из рассмотрения экспериментальных данных приведенных в таблице?, I. следует, что все рассматриваемые вещества, по характеру изменения электрофизических свойств можно разделить. на две группы. Переход в металлическое состояние элементов IV группа, а также соединений типа А'"ВУ, МиВ"1 связан с разрушением пространственной системы жестхих ковалентных связей и отделением большого числа свободных электронов, которые образуют новую конфигурацию отличающуюся более симметричным положением электронной плотности в пространстве. Вывод об освобожденш: большого числа носителей заряда подтверждается результатами исследования эффекта Холла, электропроводности, термо-ЭДС и магнитной восприимчивости. Напротив, сохранение полупроводниковых свойств при плавлении второй группы веществ обусловлено сохранением ковалентного типа химической связи между атомами.

Последнее возможно при переходе от пространственной системы жестких ковалентных связей, как отмечают А.Р.Регель и В.М.Глазов к системе линейного типа, устойчивой в условиях большой подвижности структурных единиц жидкости при высоких температурах. Исследования на веществах, • принадлежащих к различным структурным группам, показывают, что различные типы переходов не связаны прямым образом с исходной кристаллической структурой. Оказывается, "то соединения имеющие одинаковый тип кристаллической решетки и очень близкие межатомные расстояния, совершенно по разному ведут себя при переходе из твердого состояния в жидкое.

На основе проведенного анализа исследованных свойств металлов и полупроводников различных структурных' групп можно отметить, что изменение электрофизических свойств может происходить различным образом, и это на наш взгляд, можно связать с соответствующими изменениями статистики ближнего порядка и характером межатомного взаимодействия.

В седьмой гушве диссертации приведен анализ возможности применения различных теоретически моделей для описания кинетических свойств металлов и полупроводников различных структурных групп в обласги фазового перехода кристалл-расплав, как в твердом, так и в жидком состоянии. Исходя из фундаментального квантово-механнчссхого . соотношения неопределенностей рассмотрен критерий применимости кинетического уравнения для описания свойств переноса в металлах, и полупроводниках в твердой и жидкой фазе. В этой связи показано, что все исследованные вещества можно разделить На две группы: первая П>уппа веществ - вещества, для которых свойственно слабое рассеяние носителей

заряда, т.е. где Кв • постоянная Больцмана, Т - температура в К,

Й=2лЛ - постоянная Планхв, 1 - время релаксации и вторая группа веществ, для которых свойственно сильное рассеяние носителей заряда, т.е.

Для веществ со слабым рассеянием носителей заряда справедливо кинетическое уравнение и вытекающая из него возможность применения метода псевдопотенциада для описания кинетических свойств этих веществ. Методом модельного псевдопотенциала Хейне-Абаренкова проведен теоретический расчет температурной зависимости электропроводности, термо-ЭДС и постоянной Холла расплавов кремния, германия, олова и свинца, а также расплавов соединений М^В71.

. Показано, что чанлучшее соответствие вычисленных значений кинетических коэффициентов с экспериментальными достигается для постоянной Холла. Для ' электропроводности и коэффициента термо-ЭДС можно отмстить лишь качественное соответствие. Проанализированы .причины наблюдающихся несоответствий и сделано заключение, что более перспективным подходом является решение обратной задачи, а именно расчет фрагмента кривой зависимости плотности электронных состояний от энергии электронного газа, используя прецизионные измерения электронных свойств расплавов различных веществ.

По результатам экспериментально провезенных исследований был выделен особый класс веществ - расплавы полупроводников с вырожденным электронным газом, главной особенностью которого оказывается то, что между их электронными свойствами имеются достаточно надежно установленные линейные корреляции, которые позволяют обменить специфические черты температурной зависимости этих веществ и сделать определенные заключения о характере кривой зависимости плотности электронных состояний от энергии электронного газа жидкого полупроводника и строении изучаемого расплава.

Для интерпретации электрофизических свойств расплавов металлов и полупроводников в области, как сильного, так и слабого рассеяния носителей заряда можно воспользоваться для электропроводности и термо-ЭДС формулами Кубо-Гринвуда, а для парамагнитной составляющей магнитной восприимчивости полной формулой Паули ■ - •

КбТ* ЛЛ.

(7.1)

< аа

(7.2)

(7/3),

где /(е,Т) - функция распределения Ферми, а, - электропроводность при Т = О, которая может быть записана формулой

2яе2Л3ИП1гч,

(7.4)

= | V* ¿'л, -волновая функция электрона с энергией 6, V -объемна

которой нормирована -масса и заряд электрона соответственно.

Трудности расчета она при помощи уравнений (7.1) и (7.2) в общем виде связаны с оценкой величины [ "-1 Ос |ср>Р для неупорядоченной структуры.

Как показал И.М.Цидильковский вычислить можно, если пренебречь флуктуациями амплитуды и фазы волновой функции V при переходе от одного атома к другому и считать у плоской волной.

Однако оценка £)Е по соотношению (7.5) по-видимому невозможна. По нашему мнению, рассуждение о пренебрежении флукгуациями амплитуды и фазы волновой функции не слишком убедительны в случае расплавов, а представление у плоской волной верно, только в нулевом приближении теории свободных электронов. Вероятно такие флуктуации амплитуды и фазы волновой функции определяют существо физической картины в расплавах. По этому по аналогии с формулой (7.5) в первом приближений будет разумно принять, что [<|Х)Е|ср>]2=ле (7.6), где величина л зависит вообще говоря от температуры и не может быть определена без дальнейшей детализации модели электронного спектра. Да этого фактически и не требуется, ее можно определить из эксперимента, например вблизи точки плавления.

Для большого числа расплавов металлов и полупроводников Т) = |

и следовательно ток в этих системах определяется в основном электронами вблизи Ср. Тогда подинтенгральные выражения в соотношениях (7.1-7.3) можно разложить в

ряд Тейлора по малым значениям параметра6 : С учетом этого получаем:

Хр *= ^е/г)

д2я(с) 1 Ше) 1 ^

а* В

С=в/г

(7.6)

«-«/О

(7.7)

а»

'«■«у

(7.8)

Перепишем соотношения (7.6) н (7.7) в виде

(7.9)

a=Bg\ъf)Fa^T) (7.10)

где Рг(Т) и Ра(Т) ■ температуроэ&висящие функции X и ° соответственно,-Подставляя соотношение (7.10) в (7.9) получим

Хр°

¿о1

1/2

(7.11)

Если, кроме электронной парамагнитной составляющей имеется вклад других компонент в х • полную магнитную восприимчивость, то х - будет зависеть от электропроводности следующим образом

х=М+1лш ■'■„.' (7.12)

где М • определяется в соответствии с выражением (2.5) за вычетом величины Хр-Анализ соотношений (7.7) • (7.8) позволяет прийти к соотношениям аа—лт&(с,ь • (7.13),

и х«Л/+С5(а) • (7.14).

' Далее показано, что соотношения (7.6) т (7.8) при слабом рассеянии носителей заряда, т.е. при к/ » 1 переходят в известные формулы Дж.3аймана, при этом параметр л связано / - длиной свободного пробега электрона.

. восприимчивостью расплавов I • РЬве, 2 - Ва5е1.

АЮ

*«Г) '

к»

т

б)

«г в

Иг 9

1С») •

Д)

1г

Рис. 7. 2 Зависимость плотности электронны* состояний от энергии в электронных расплавах по Н.Ф.Мбтгу.

а) для кристаллов; б) кривая для свободных электронов; в) кривая, имеющая точку перегиба вблизи энергии Ферми, реализуется для веществ, плавящихся по типу полупроводник-металл; г) кривая, имеющая минимум вблизи энергии Ферми; д) кривая, имеющая глубокий минимум вблизи энергии Ферми, • модель жидкого полупроводника.

На рис. 7.1 в качестве примера приведены зависимости Х=Да)> с я /(а) и х " /(о) для расплавов РЬБе и ВЬве). Из рис. 7.1 следует, что если электронный газ вырожден в полупроводнике, то между электронными свойствами существуют строгие линейные взаимосвязи. Если же электронный газ не вырожден, то, ках известно

Подставляя это соотношение а выражения (7.1, 7.3) установим взаимосвязь между магнитной восприимчивостью и электропроводностью, которая запишется в виде-

(7.15)

Эв

квт

(7.16)

Отсюда видно, что магнитная восприимчивость и электропроводность не связаны корневой зависимостью, т.е. X не является линейной функцией о"2. Это обстоятельство объясняется изменением положения уровня Ферми с температурой.

Отметим, что полученные соотношения (7.12, 7.14) позволяют оценить , различные вклады в магнитную восприимчивость, если мы имеем информацию о величине плотности электронных состояний на уровне Ферми.

Такую информацию о величине плотности электронных состояний можно ; получить, установив взаимосвязи между коэффициентом Холла и электропроводностью или между коэффициентом Холла и магнитной восприимчивостью, ■

Развивая идеи А.Ф.Иоффе и А.Р.Регеля, Н.Ф.Мотт предложил несколько возможных вариантов изменения плотности электронных состояний кристалла g(e) при нарушении его упорядоченности, например, при плавлении. На рис. 7.2 приведены различные зависимости плотности электронных состояний электронного газа расположенные по мере изменения характера ближнего порядка или связи электронов в атомной структуре. Случай а'- для кристалла, б • кривая свободных электронов, в, г, д • соответствует увеличивающейся или уменьшающейся плотности электронных состояний в интервале энергий, соответствующих запрещенной'зоне кристалла.

Как известно, в качестве характеристики величины отклонения кривой зависимости плотности электронных состояний электронов от величины плотности электронных состояний, рассчитанных в приближении свободных электронов go(в), согласно Н.Ф.Мотту берется соотношение

- (7.17) • так называемый фактор Мотта.

Коэффициент Холла в ' расплавах с вырожденным электронным газом в неупорядоченных системах в условиях сильного рассеяния теоретически анализировался в многочисленных работах. Были получены соотношения

Л//0 „ Ля0 ' „ _?/

ЛНГГГ--. и '2.

8 ' %

где Яил = —-—, Ян„, "о ' коэффициент Холла и концентрация носителей заряда в1 . " еп0 и

предположении полной ионизации валентной оболочки атома. Следовательно, чисто, теоретически трудно сделать выбор между этими соотношениями и поэтому при исследовании этого вопроса можно просто принять

1*//Нл//о|гу

(7.18),

гдеу- любое действительное число. Представляя соотношение (7.18) в виде

и подставляя из соотношения (7.10) выражение для £(£г) получим

(7.19)

ХН = КН0(Г) --(7-20)

г/

или ЛИ =1а (7.21)

Отсюда после логарифмнрорцния получим

= \%1 + У2\%а (7.22)

т.е. между и существует линейная зависимость построение которой дает

возможность определись у, а, следовательно, как фактор Мотта, так и £(Ег) -реальную плотность состояний на уровне Ферми.

К аналогичному соотношению можно прийти установив взаимосвязь между магнитной восприимчивостью и постоянной Холла.

Из соотношений (7.9, 7.19) легко получить выражение взаимосвязи между постоянной Холла и магнитной восприимчивостью.

^=0+1тКнХ1'1 (7-23)

Откуда также легко вычислить коэффициент у,

В таблицей приведены значения коэффициента у, величина фактора Мотта g

и значение электропроводности для некоторых полупроводниковых расплавов.

Таблица 7.1.

Вещество У ё= £(£РУ £о(ер) Скп'Ю'2 См/м

0,6 1,1 12000

ве 1,06 1,06 15200 , .

СигЗ -2,26 0,08 38

СигБе -2,06 0,07 131

СигТе -5 "... 0,45 540

Отметим, что вычисленные значения фактора Мотта g хорошо согласуются с оценками Н.Ф.Мотта для электропроводности.

1) Если о>(3+4,5)*105 См/м; g-1 - металлоподобные расплавы (кривая а, рис. 7.2). •

2)- Если ЗМО5 <<j< З'Ю4, то 0,3<g<l (наличие псевдощели) (кривая в, рис, 7.2)

'И

3) Если g падает до величины меньшей 0,3, а электропроводность ст<3* Ш4, то состояния в зоне будут локализированы (кривая д, рис. 7.2).

Но в таком случае расплавы сульфида и селенида меди не могут быть вырожденными полупроводниками. Оценка положения уровня Ферми по данным через термо-ЭДС показала, у этих расплавов уровень Ферми расположен вбл середины квазизазора, где и расположены локализированные состояния.

Но почему же в таком случае работает статистика Ферми-Дирака? По. видимому, ответ на этот вопрос необходимо искать в том, что мы имеем дело $ узкими глубокими зонами, середина которой жисодится на расстояйии -КбТ от кра» зоны. Расчеты энергии активации подвижности в этмх расплавах, подтверждают это; суждение (табл. 7.2).

Таблица 7.2,

Вещество Cf, эВ ец-эВ КТ ■ -.эВ ' е

CujS -0,04 0,23 0,121

Cu2Se -0,03 0,18 0,1195

CujTe -0,17 0,31 0,1206

Учитывая важное значение, оценок электронной составляющей энтропии плавления нами разработан новый метод расчета ДБэл , основанный на том, что переход полупроводников в металлическое состояние при плавлении приводит к необходимости при описании поведения электронов переходить от статистики Максвелла-Больцмана к статистике Ферми-Дирака. Рассмотрение электронной составляющей энтропии плавления, как приращения, обусловленное изменением энергетического спектра носителей заряда соответственно для твердой и жидкой фмы вблизи точки плавления приводит к следующему выражению:

g¿00_ л "г

и,'2

-Уг

+ 1п

л/ёдё

(7.24)

где - эффективные массы носителей заряда, екинетические

энергии электронов в твердой и жидкой фазах соответственно, R - универсальная газовая постоянная.

Отметим, что результаты расчета, хорошо согласуются с оценками на основе других общеизвестных методов. Если соотношение (7.24) преобразовать к виду

то получим впрах.енп; электронной составляющей энтропии плавления через фактор Мотта.

Установлено, если фактор Мотта g ¿ 1, то £&п оставляет величину несколько энтропийных единиц (например, германий (ASm ) - 4,8 э.е., кремний (AS™) - 6,01 э.е.). бели фактор Мотта 0,3<g<l, то величина электронной составляющей энтропии плавления составляет десятые доли энтропийной единицы. И, наконец, если g<0,3, ASjn составляет соты? доли энтропийной единицы. На основе представлений об электронной составляющей энтропии плавления предложен способ оценки эффективной массы электронов проводимости щ в расплавах полупроводников. Из выражения (7.24) следует

где iil ■ концентрация электронов в расплаве, - электронная составляющая энтропии плавления, оцененная, например, на основе анализа термоэлектрических эффектов на границе раздела двух фаз или по разиости между полной энтропией плавления и двумя вкладами позиционной и колебательной составляющими энтропии плавления, или статистико-термодинамическим методом, оценивая изменение конфигурации электронов при плавлении, привлекая классическое соотношение Больцмана, a R - универсальная газовая постоянная.

На примере германия, кремния, антимонидов алюминия, галлия и индия показано, что плавление полупроводников по типу " полупроводник-металл сопровождается резким (почти на порядок) возрастанием величины т'„, что свидетельствует о существенном изменении энергетического спектра носителей заряда при фазовых переходах такого типа. Отмечена корреляция изменений

эффективной массы и подвижности носителей заряда при плавлении и сделано заключение, о том, что наблюдаемая картина является типичной для веществ плавящихся по типу полупроводник-металл.

Восьмая глава диссертации посвящена обсуждению полученных экспериментальных результатов по измерению электрофизических свойств изученных расплавов металлов и полупроводников с позиции теории свободных электронов (ТСЭ), в предположении, что при плавлении в результате разрушения кристаллической структуры все валентные электроны атома становятся свободными. Так в таблице 8.1 приведены оценки концентрации (по) й коэффициента Холла ), вычисленные по известным формулам (ТСЭ). Показано, что в случае полуметаллов и металлизующихся при плавлении полупроводников необходимо учитывать явление "послеплавления", которое заключается а существовании вблизи температуры фазового перехода микрообластей, в значительной степени сохраняющих структуру твердой фазы. Это явление - явление "послеплавления" можно учесть на основе количественной оценки объемной доли микрообластей со структурой близкой к структуре твердой фазы. Поэтому при оценкр электронной концентрации в расплавах кремния, германия, сурьмы, висмута, соединениях АШВУ, М^В11' и др. мы учитывали, что вблизи точки плавления часть электронов связанна в кластеры и не принимает участия в процессе переноса заряда.

ГЦ =«о

1-9(70

(8.1)

Впервые, А.Энштейн показал, что для коллоидных растворов существует следующая связь между экспериментальными значениями вязкости системы и ее "идеальными" или нормальными значениями:

11 = Т1'^+2,5<р + 7,5ср2 } (8.2)

где г] - экспериментальное значение динамической вязкости, Г|' - идеальная динамическая вязкость "чистой" жидкости, а <р • объемная доля кластеров.

Соотношение А.Энштсйна хорошо описывает поведение расплавов вблизи температуры плавления таких полуметаллов и полупроводников, как кремний, германий, соединений АШВ\ 1^гВ,у , но очевидно мало пригодно для расплава теллура, характеризующегося, как показано в ряде работ, наличием элементов структуры цепочечного типа, которая существенно отличается от сферической. В связи с этим нами был разработан метод расчета объемной доли микрообластсй с

цепочечным строением, основанный на анализе данных по вязкости и плотности с привлечением некоторых соотношений, описывающих поведение линейных пожмеров:

П = Т1{1 + ^?) (8'3) где <р - объемная доля микрообластей; / - средняя длина цепочки атомов ассоциата в расплаве моноатомного теллура; <1 - ее диаметр, а г) и ц' - как и в формуле (8.2) соответственно - значения динамической вязкости реальной и идеальной жидкостей.

В таблице С I лоедставлено значение объемной доли кластеров в некоторых исследованных расплликх рассчитанные с помощью уравнения (8.2), а для расплава теллура с помощью уравнения (8.3).

В таблице 8.1 приведе. >ы значения константы Холла и концентрации носителей заряда, вычисленные с учетом объемной доли кластеров вблизи температуры плавления. Сравнение экспериментальных значений с расчетными показывают, что они в большинстве случаев согласуются между собой и пределах погрешности опыта. Однако такое рассмотрение постоянной Холла в нулевом приближении теории свободных электронов, тем не менее, является достаточно грубым, т.к. не учитывает влияния на константу Холла парамагнитного эффекта взаимодействия электронов проводимости. Поэтому в таблице 8.1 приведены также значения концентрации носителей заряда и постоянной Холла некоторых расплавов, вычисленные с учетом, помимо доли кластеров также спин-орбитального взаимодействия и объемной доли микрообластей.

Нужно отметить, что температурные зависимости указанных свойств значительно лучше согласуются с экспериментальными результатами. Максимальное отклонение расчетных величин от экспериментальных не превышает 1-2 %. На основе расчетных результатов по электронной концентрации носителей заряда, вычисленных с учетом поправок на спин-орбитальное взаимодействие н объемную долю кластеров были рассчитаны вблизи точки плавления значения величины термо-ЭДС (табл. 8.1).

Проведенные расчеты электрофизических свойств расплавов металлов и полупроводников показывают, что модель свободных электронов достаточно хорошо описывает эффект Холла. Однако этою нельзя сказать относительно термо-ЭДС и электропроводности, для некоторых из исследованных веществ (кроме расплава кремния и германия) наблюдаются большие расхождения вычисленных величин с экспериментальными данными. Данное обстоятельство связано с н&учетом возможных отклонений формы поверхности Ферми от сферической. Это подтверждается в частности результатом расчета по рпеплаву германия, у которого поверхность Ферми как риз близка к сферической.

№ л/п Вещество те Сим-1 Кн» -10" м'/Кл п*,-10и м^ КнгЮ» м'/Кл Ш-Ю"«1 ЯнагЮ-11 мЧСл Пя-Ю-» м5 О*аЛ0* В/К СЦаа-Ю» В/К

Расчет по ТСЭ Расчет по ТСЭ е учетом поправок па спин-орбитальное взаимодействие

. 1. ■ Оа 303 4000 3,9 1,6 3,94 1,525 3,92 1,594 -0,5 -0,69

2 1п 429 3930 5.6 1,12 5,67 1,1021 5,56 1,123 -1,1 -1,24

57« 1360 6,0 1,04 «3 1,003 5,94 1,052 -0,5 -1,73

-"4 ■■■■■ Бо 505 2120 4,3 1,45 4,40 1,42 ■ 4.3 1,453 -0.5 -1,22

3 РЬ ■'. 600 1070 4,7 из 5,03 1,243 ' 4,63 1,349 -3,4 -1,53

6 Ос,- " ■ 1210 1200 3,6 1,74 3,62 1,727 3,61 : 1,731 -12 12,61

7 въ 906 1020 4,6 1,36 3,97 1,574 3,68 1,698 -0,99

8 " в! ,;,:•■, •.:■-::; 544 770 3,7 1,69 438 1,427 3,63 1,721 -2,0 -0,59

г те ■■■■■/г 723 0,0196 11.8 0,53 0,98 0.895 11,37 0,550 13,0 -0.36

10 ваБЬ 995 10,85 5.2 1,20 4,28 1,461 ,. ■■■■■;■ •" • 'у. -68,2 -2,75

11 1пЯ> 813 9,09 7,73 0,856 4.80 . . 1302 -32,3 -2,81

Примечание: В случае расплавов Се, !5Ь, Ю, Те, вавЬ, 1п5Ь расчет Ко и по также проводился с учетом объемной доли микрообластей ф со структурой близкой к структуре твердой фазы вблизи Тпл. Расчет величины а1ср на основе экспериментальных данных по измерению эффекта Холла в расплавах.

выводы

1. Создан ряд экспериментальных установок для исследования электрофизических, гальваномагнитных и магнитных свойств металлов и полупроводников в широком интервале температур, позволяющих в едином эксперименте изучать как твердое, так и жидкое состояние, а также область фазового перехода кристалл-расплав.

Разработанные экспериментальные методики отличаются от стандартных оригинальными техническими решениями, в частности:

- разработана конструкция высокотемпературного нагревателя, позволяющего проводить систематические исследования электрофизических и гальваномагнитных свойств металлов н полупроводников (от комнатной до 2000 К) в твердой и жидкой фазе;

- создано новое устройство для исследования температурной зависимости гальврномагнитных свойств расплавов высокоомных полупроводников;

- разработана оригинальная методика исследования магнитной восприимчивости, отличительной чертой кото{>оЙ является создание двух независимых объемов в отношении поддержания вакуума соответственно нагревательного и измерительного устройств, позволяющая проводить замену исследуемых образцов без разгерметизации нагревательного устройства и даже без соответствующего снижения температуры;

- разработан способ исследования магнитной восприимчивости веществ, обладающих при высоких температурах повышенной химической активностью.

2. Проведено уточнение результатов по исследованию температурной зависимости электропроводности, термо-ЭДС, постоянной Холла и магнитной восприимчивости, элементов Шв, IVе, Vе, У1в подгрупп простых и бинарных полупроводников различных структурных групп.

3. Впервые проведено исследование электрофизических свойств кремния контактным способом (электропроводности, термо-ЭДС и постоянной Холла) в твердой и жидкой фазе.

4. Впервые получены экспериментальные данные по исследованию электрофизических и магнитных свойств соединений АШВ%' (Аш-А1, Оа, 1п; ВУ-8Ь, Ав), соединений А,у8е(А|У-Ое. 8п, РЬ) А^Бе) (Ау-вЪ, ВО.

. 5. На основе получеиныхзкепериментальных данных оценены изменения концентрации носителей заряда и их подвижности при плавлении и дальнейшем нагреве металлов и полупроводников различных структурных групп, рассчитаны значения термической ширины запрещенной зоны в твердой фпзе и энергии термической генерации постелей заряда и жидкой фазе.

6. Применяя теорию почти "свободных электронов" Дж.Займана методом псевдопотенциала с учетом поправок на спин-орбитальное взаимодействие электронов проводимости проведены расчеты электрофизических свойств расплавов IVе подгруппы периодической системы Д.И.Мснделсева и расплавов бинарных соединений МЕ2В,У (В1У-81, Ое, вп, РЬ).

7. Показано, что наилучшее соответствие вычисленных значений с экспериментальными достигается для постоянной Холла. Для электропроводности и коэффициента 1ермо-ЭДС можно отметить лишь качественное соответствие. Проанализированы причины наблюдающихся несоответствий и сделано заключение,. что более перспективным подходом является решение обратной задачи, а именно, расчет кривой зависимости плотности электронных состояний от энергии электронного газа, используя прецизионные измерения электронных свойств расплавов различных веществ.

8. На основе модели Мотга II.Ф. для расплавов с вырожденным электронным газом получены фундаментальные выражения для электропроводности, термо-ЭДС и магнитной восприимчивости для случая ргльного рассеяния носителей заряда. Показано, что эти формулы при слабом рассеянии носителей заряда переходят в известные формулы Дж.Займана, описывающие металлическое состояние расплава.

9. На основе проведенных исследований выделен особый класс веществ • расплавы полупроводников с вырожденным электронным газом, главной особенностью которого оказывается то, что между их электронными свойствами имеются достаточно надежно установленные корреляции, которые позволяют объяснить специфические черты температурной зависимости этих веществ и сделать определенные заключения о кривой плотности электронных состояний от энергии электронного газа жидкого полупроводника и строении изучаемого расплава.

10. Предложен новый способ оценки электронной составляющей энтропии плавления полупроводников металлизирующихся в процессе фазового перехода кристалл-расплав, так и полупроводников, расплавы которых являются расплавами с вырожденным электронным газом.

11. Для расплавов с вырожденным электронным газом показана взаимосвязь величины электронной составляющей энтропии плавления с . видом кривой зависимости плотности состояний электронного газа о т энергии.

12. Показана возможность проведения достаточно точных оценок эффективных масс плотности состояний для расплавов с вырожденным электронным газом, исходя из прецизионных экспериментальных результатов по исследованию электрофизических и магнитных свойств различных веществ в области фазового перехода кристалл-расплав.

13. Показано, что при описании константы Холла по модели свободных электронов необходимо учитывать поправки на поляризацию электронного облака и

асимметрнчное рассеяние электронов проводимости, обусловленное спин-орбитальным взаимодействием; для расплавов полуметаллов и металл изующихся при плавлении полупроводников, необходимо учитывать такке явление "послеплавления", связанное с сохранением в расплаве вблизи температуры плавления микрообластей со стру .турой близкой к структуре твердой фазы.

14. Для расплава теллура предложен метод оценхн объемной доли микрообластей, сохраняющих цепочечную структуру твердой фазы вблизи Тпл, из анализа экспериментальных данных по вязкости и плотности с привлечением некоторых соотнон.сннП описывающих поведение линейных полимеров.

15. Впервые ,,ля Ge, Si, соединений AlnBv плавящихся согласно классификации А.Р.Регеля по типу лолупроводник-металл в условиях атмосферного давления в процессе нагрева и охлаждения со скоростью менее 5"/мин было отмечено немонотонное изменение электрофизических свойств. Было показано, что скачкообразное изменение свойств полупроводникои обусловлено фазовыми превращениями - перестройкой алмазной решетки вплоть до плотнейших упаковок и уменьшением степени направленности химической связи уже в твердом состоянии.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1. Регель А.Р.,Глаэов В.М., Лазарев В.Б., Айьаэов A.A.,Павлова Л.М., Кольцов В.Б. Влияние высокого давления на характер кривых плавления металлизующихся полупроводников.// В сб. Фазовые переходы металл-диэлектрик. М.-Львов, из-во Львов, университет. 1976, с.159-161.

2. Глазов В.М., Лазарев В,Б., Кольцов В.Б. О периодической зависимости барического коэффициента кривых плавления простых веществ. // ДАН СССР,

1978.t.238.M1.c.I3I-I34.

3.Глазов В.М.,Кольцов В.Б. Взаимосвязь барического коэффициента кривых плавлеия с характеристиками прочности межатомных связей простых тел.// ЖФХ,

1979, т.53,№ 7, с. 1666-1669.

4. Глазов В.М., Кольцов В.Б. Оценка некоторых физико-химических свойств франция.// Изв. АН СССР, Металлы, 1979, № 5, с.68-75.

5. Глазов В.М. , Айвазов A.A.,Кольцов В.Б., Гафоров С. Методика исследования гальваномагнитных и термоэлектрических свойств металлических расплавов. Тезисы научных сообщений III Всесоюзной конференции по строению и свойствам металлических и шлаковых расплавов..// Экспериментальные исследования металлических расплавов, Свердловск, из-во АН СССР, УНЦ, и-т Металлургии, 1978, т.2, с.290-294. '

6. Глазов В.М., Айоаэов A.A., Кольцов В.Б., Гафоров С, Исследование эффекта Холла в ; расплавах металлов и металлизирующихся при плавлении полупроводников. // Научные сообщения IV Всесоюзной конференции по строению и свойствам металлических и шлаковых расплавов. Сосрдловск, из-во АН СССР; УНЦ и-т Металлургии, 1980, т.2. с.41-45.

-387. Глазов В.М., Айвазов A.A., Кольцов В.Б. Исследование электропроводности и эффекта Холла у антимонида индия вблизи точки плавления в твердом и жидком состоянии.//ФТП. 1980, т. 14, №8, с. 1532-1539.

8. Глазов В.М., Кольцов В.Б. Исследование эффекта Холла в жидком германии. // ФТП, 1980, т.14,№ 11, с. 2139-2145.

9. Регель А.Р., Глазов В.М., Айвазов A.A., Кольцов В.Б. Изменение энтропии электронной подсистемы при плавлении полупроводников. // ДАН СССР ,1981, т.259,№ 6, с. 1353-1356.

Ю.Глазов В.М., Кольцов В.Б. Об изменении структуры ближнего порядка в расплаве теллура вблизи температуры плавления.//ЖФХ, 1981,т.55,Л& 11,с.2759-2764

11.Глазов В.М., Кольцов В.Б., Гафоров С. Исследование эффекта Холла антимонида галлия вблизи температуры плавления в жидком состоянии. // ФТП, 1982, т.16, № 11,с. 1959-1961. .

12.Глаэов В.М., Кольцов В.Б. Исследование и анализ температурной зависимости эффекта Холла жидкого теллура.//ФТП, 1982, т. 16, в. 12 , с.2121-2124.

13.Глазов В.М., Кольцов В.Б. Особенности строения расплавов селена и теллура и термодинамический метод оценки размеров структурных единиц. Тезисы докладов Второй Всесоюзной конференции "Термодинамика и полупроводниковое материаловедение".//Москва, Минвуз СССР, МИЭТ, 1983,с.209-211.

14.Рсгель А.Р., Глазов В.М., Айвазов A.A., Кольцов В.Б. Эле<жтронный вклад в энтропию плавления полупроводников и-изменение плотности состояний при фазовом переходе.// Тезисы докладов Второй Всесоюзной конференции "Термодинамика и полупроводниковое материаловедение". Москва, Минвуз СССР, МИЭТ, 1983, с.211-214.

15.Регель А.Р., Кольцов В.Б. Оценка электронной составляющей энтропии плавления германия, кремния и антимонндов галлия к индия. // Тезисы научных сообщений V Всесоюзной конференции по строению н свойствам металлических н шлаковых расплавов. 4.1. Теория жидких и аморфных металлов. Из-во УНЦ АН СССР, и-т Металлургии, Свердловск, 1983, с. 298-300.

16.Рсгсль А.Р., Глазов В.М., Кольцов В.Б. Об изменении подвижности и эффективной массы электронов при плавлении германия и кремния.// Тезисы научных сообщений V Всесоюзной конференции по строению и свойствам металлических и шлаковых расплавов. 4.2. Экспериментальные исследования жидких и аморфных металлов. Из-во УНЦ АН СССР, ин-т Металлургии, Свердловск, 1983, с. 274-276.

П.Кольцов В.Б., Курбатов В.А., СулеймановИ. Экспериментальное исследование эффекта Холла в расплаве InAs. // Тезисы научных сообщений V Всесоюзной конференции по строению И свойствам металлических и шлаковых расплавов. 4.2. Экспериментальные исследования жидких и аморфных металлов. Изд-во УНЦ АН СССР, ин-т Металлургии, Свердловск, 1983, с.419-420.

18.Глазов В.М., Кольцов В.Б. Об изменении эффективной массы и подвижности электронов при плавлений германия и кремния, ФТП, 1984, т. 18, в.10, с. 1846-1851.

19.Глазов В.М., Кольцов В.Б., Курбатов В.А. Исследование эффекта Холла антимонидов аллюминия, галлия и индия в твердой и жидком состояниях. //

Сборник научных трудов. Материалы электронной техники, Москва, МИЭТ, 1984, с.107-111.

20.Рсгель А.Р., Глазов В.М., Айвазов A.A., Кольцов B.G. Электронный вклад в энтропию плавления полупроводников и изменение плотности состояний при фазовом переходе. // Электронная техника , сер.6, Материалы,1984, Тематический выпуск "Термодинамика и полупроводниковое материаловедение", научно' технический сборник, 4.2, вып.10 (1905), с.25-27.

21.Глазов В.М.,Кольцов В.Б. Особенности строения расплазов селена и теллура и термодинамический метод оценки размеров структурных единиц. // Электронная техника; сер.6. Материалы, 1984, Тематический выпуск "Термодинамика и полупроводники joe материаловедение, научно-технический сборник, ч.2, вып.10 (195) .с.27-28 .

22.Кольцов В.Б. Исследование изменения характера химической связи металлизующихся. при плавлении полупроводников м?годом эффекта Холла.// Автореферат диссертац. на сонск. ученой степени кандидата химич.наук. М., МИЭТ, 1981,23 с.

23.Глазов В.М., Кольцов В.Б., Курбатов В.А. Об изменении структуры ближнего порядка и характера химической связи при плавлении полупроводниковых соединений MgjB,v(Blv-Si, Ве, Sn, РЬ). II Тезисы докладов Всесоюзного совещания " Химическая свяэ1. , электронная структура и физико-химиЧеские свойства полупроводников и полумсталпов".Калииин, 1985, с.109.

24.Глазов В.М., Кольцов В.Б., Сулейманов И. Исследование эффекта Холла арсенидов галлия и индия в твердой и жидкой фазе. IIФТП, 1985, т. 19, в. 12, с.2145-2148.

25.Глазов В.М., Кольцов В.Б. Об изменении эффективной массы плотно i и состояний и подвижности электронов при плавлении антимонидов аллюмшшя, галлия и индия .//ФТП,1986, т.20, в.2, с.231-236.

26.Глазов В.М., Кольцов В.Б.,Курбатов В.А. Исследование эффекта Холла антимонидов аллюминия, галлия и индия в твердом и жидком состоянии.// ФТП,

1985, т.19, в.4, с.662-667.

27.Глазов В.М., Кольцов В.Б., Курбатов В.А. Исследование электрофизических свойств в расплавах В)2>5еэ, SbjTcj и - ВиТез,Известия АН СССР, сер. Неорганические материалы, 1986, т.22, № 8, с. 1264-1270.

28.Айвазов A.A., Гафоров С., Кольцов В.Б., Арсланов Д.Э. Эффект Холла, электропроводность й термо-ЭДС в расплавах системы Ое-Те . II Деп. в В11МИ,

1986,№ P-430S. Г

29.Глазов В.М., Кольцов В.Б., Курбатов В.А. Исследование электрофизических свойств соединений A,v-Te (Alv-Ge,Sn,Pb) в твердом и жидком состоянии.// ФТП, 1986,т.20,в.8 , с. 1413-1423.

30.Глазов В.М., Кольцов В.Б., Курбатов В.А. Экспериметальное исследование электропроводности и термо-ЭДС кремния в области плавления и жидкого состояния.//ФТП, 1986, т.20, в.12, с.2159-2162.

31.Гаазов В.М., Кольцов В.Б., Курбатов В,А. Исследование эффекта Холла в соединениях Mg2Blv(Blv-Si, Qe, Sn, Pb). // ФТП, 1986, т.20, в,5, с. 834-839.

32.Кольцов В.Б., Курбатов В.А., Селин Ю.И., Умаров A.M. Универсальный нагреватель для исследования электрофизических свойств расплавов. // Заводская лаборатория, 1986, т.52, №4, с.52-53.

33.Глазов В.М., Кольцов В.Б., Мамедов С. Аппаратура и методика высокотемпературных исследований магнитной восприимчивости • полупроводников в области плавления й жидкого состояния. // Заводская лаборатория, 1986, т.52, № S, с.27-32.

34.Глазов В.М., Кольцов В.Б., Курбатов В.А. Устройство для измерения гальваномагнитных характеристик расплавов высокоомных полупроводников7/ A.c. №1308962 от 8.01.1987.

35.Глаэов В.М., Кольцов В.Б., Курбатов ВЛ. Аппаратура и методика д>|Я исследования эффекта Холла в расплавах металлов и полупроводников. II Заводская лаборатория, 1987, т.53, в.З, с.24-31.

36.Кольцов В.Б., Фараджов А.И. Электронная составляющая энтропии плавления в соединениях A'vSe, II Тезисы докладов III Всесоюзной конференции "Термодинамика и материаловедение полупроводников", М.,1986, т.2, с.227.

37.Кольцов В.Б., Курбатов В.А.,Фараджов А.И. Исследование характера плавления селенидов германия, олова и свинца на основе исследования постоянной Холла. // Тезисы докладов III Всесоюзного совещания по химии и технологии халькогенидов . Караганда, 1986, с.211.

38.Глазов В.М., Кольцов В.Б., Фараджов А.И. Оценка изменений характера межатомного взаимодействия при плавлении теллура. // В кн. Полупроводниковые материалы и процессы микроэлектроники, М., МИЭТ, 1987,

. с.161-163. - '

39.Глазс>в В.М., Кольцов В.Б.,Фараджов А.И. Оценка изменений межатомной связи при плавлении германия. Ц В кн. Полупроводниковые материалы и процессы микроэлектроники. М., МИЭТ, 1987, с. 164-170.

40.Глазов В.М., Кольцов В,Б.,Фараджов А.И. Изменение характера межатомной связи при плавлении германия на основе данных по магнитной восприимчивости. ФТП, 1987. т.21,в.12,с.2152-2158.

41.Глазов В.М., Кольцов В.Б.,Фараджов А.И. Анализ изменения характера межатомной связи при плавлении теллура на основе экспериментального

' исследования магнитной восприимчивости . // Изв.АН СССР , Неорганич. материалы. 1988, т.24, вып.8, с. 1237-1243.

42.Глазов В.М., Кольцов В.Б., Фараджов А.И. Исследование магнитной восприимчивости германия и теллура в жидком состоянии. II Расплавы, 1989, т.З, вып. 1, с.55-61.

43.Глазов В.М., Кольцов В.Б., Курбатов В.А. Экспериментальное исследование ' электрофизических свойств кремния вблизи фазового перехода кристалл-расплав

в твердом и жидком состоянии. //Расплавы, 1987, тЛ, в.1, с. 18-21. .

44.Глазов В.М., Кольцов В.Б., Сиротюк С.В. Эффект Холла в расплавах полупроводников , 4.1 , Металлические расплавы. И Обзоры по электронной технике , серия б. Материалы, вып.б{ 1310), ЦНИИЭлектроника, 1987.46с.

45.Глазов В.М., Кольцов В.Б., Сиротюк С.В. Эффект Холла в расплавах полупроводников ,чЛ, Полупроводниковые расплавы. // Обзоры по эпектронной технике, серия 6, Материалы, вып.З (1347), ЦНИИЭлектроника, 1988,49с.

46.Приходько Э.В., Сидоренко К.Ю., Кольцов В.Б. О роли направленности химической связи в формировании электронной структуры и свойств жидких полупроводников Л. Взаимосвязь структуры с параметрами межатомного взаимодействия.//ЖФХ, 1987, т.61,№12,с.3260-3266.

47.Приходько Е.Р., Сидоренко К.Ю., Кольцов В.Б. О роли направленности химической связи п формировании структуры и свойств жидких полупроводников • И . Взаимосвязь электрических свойств с параметрами межатомного взаимодействия.//ЖФХ, >987,т.61,М( 12,с.3267-3272.

48.ПриходЬко Э.В., Сидоренко К JO., Кольцов В.Б. Физико-химическая модель электронной структуры полупроводниковых расллавов. I. Структура и термодинамические свойства. II ЖФХ, 1988, т.62, № I, с.62-68.

49.Приходько Э.В., Сидоренко К.Ю.,Кольцов В.Б. Физихо-химическая модель электронной структуры полупроводниковых расплавов. II. Электророводность и эффект Холла.//ЖФХ, 1988,т.62,№ 1,69-74.

50.Кольцов В.Б., Щеликов ОД. Экспериментальное исследование температурной зависимости электропроводности, термо-ЭДС и магнитной восприимчивости системы InSb . // Тезисы доклада VII Всесоюзного совещания по физико-химическому анализу.Фрунзе,1988.

51.Кольцов В.Б., Мамедов С.М. Магнитная восприимчивость, электропроводность, термо-ЭДС и эффект Холла расплава теллура Л Теэисы научных сообщений VI Всесоюзной конференции по строению и свойствам металлических и шлаковых расллавов.т. 2. Экспериментальное исследование жидких н аморфных металлов. Свердловск, 1986,343е. •'"•••

52.Айвазов A.A., Калашников A.A., Кольцов В.Б., Тимошенко В.И. Легирование полупроводников Л Лабораторный пракпяум,Ч.1Ц М., МИЭТ, 1988,44с.

53.Кольцов В.Б.,Щеликов О.Д. Оценка степени диссоциаций Соединения InSb в жилкой фазе вблизи температуры плавления. II Тезисы докладов IV Всесоюзной конференции "Термодинамика и материаловедение полупроводников . М., МИЭТ, 1989,316-319 с.

54.Глаэов В.М., Кольцов В.Б.,Курбатов В А. Электронная составляющая энтропии плавления в соединениях Mg2Blv(Blv-Si, Ge, Sn, РЬ)7/ Тезисы докладов IV Всесоюзной конференции. Термодинамика и материаловедение полупроводников . М., МИЭТ, 1989,319-32IC.

55.Clazov V.M., Koltsov V.B., Kurbatov V.B., Lobanov A-A. Measurimcnt of the Hall Coefficient in Semiconductor! in range of Crystal-melt Transition and Liquid Phasij, International "Noncrystalline semiconductors" 86, September 1986, Balatonzeplak, Hungary,p. 13.7.

56.Регель А.Г'., Глазов В.М., КольцовВ.Б. Магнитная восприимчивость полупроводников.//Обзор. ФТП, 1989, т.23, в.7, с.1129-1141.

57.Глазов В.М., Воронин В.А., Кольцов В.Б., Сиротюк C.B. Постоянная Холла н другие химические характеристики в расплавах соединений MgiB,v(B'v-Si, Ge, Sn, Pb).//Расплавы, 1990, №6,33-39.

ЗЗ.Глазов В.М., Тимошина Г.Г.,КольцовВ.Б., Кучис Е.В., НеустроевС.А., Куцова В.З. Исследование растворимости и процесса распада твердого раствора на ; основе кремния, легированного алюминием. // Тезисы доклада. Республиканская конференция "Физико-химические основы получения и исследования полупроводниковых материалов в твердом и жидком состоянии. Куляб, 1989, с. 1.

59.Кольцов В.Б., Сиротюк C.B. Компьютерное моделирование температурной зависимости электропроводности , термо-ЭДС и постоянной Холла в расплавах соединений Mg2Blv(Biv-Si, Ge, Sn, Pb).// Тезисы доклада , "Физико-химические основы получения и исследования полупроводниковых материалов в твердом и жидком состоянии", Республиканская конференция, Куляб, 1989, с. 17.

(Ю.Тимошина Г.Г., Кучис Е.В., Кольцов В.Б., Неустроев A.C. Исследование термостабильности полуизолирующего арсенида галлия, легированного окисью ванадия. // Тезисы доклада, Республиканская конференция "Физико-химические основы получения и исследования полупроводниковых материалов в твердом и жидком состоянии", Куляб, 1989, с.51.

61 .Кольцов В.Б., Гафоров С. О коррелятивных взаимосвязях между температурными зависимостями электропроводности, термо-ЭДС и магнитной восприимчивости расплавов полупроводников с вырожденный электронным газом. // Тезисы доклада,Республиканская конференция "Физико-химические основы получения и исследования полупроводниковых материалов в твердом и жидком состоянии'ЧКуляб, 1989, с.92.

62.Кольцов В.Б., Щеликов О.Д. Экспериментальное исследование температурной зависимости электропроводности, термо-ЭДС и магнитной восприимчивости системы 1п-5Ь.Республиканская конференция "физико-химические основы ■ получения и исследования полупроводниковых материалов в твердом и жидком состоянии", Куляб, 1989.C.93.

63.Глазов В.М., Кольцов В.Б. Электронная составляющая энтропии плавления металлизующихся при плавлении полупроводников. // Тезисы доклада на Республиканской конференции "Физико-химические основы производства

• металлических сплавов Алма-Ата, 1990, с. 13.

64.Глазов В.М.,Тимошина Г.Г.,Кольцов В.Б.,Кучис Е.В.,Куцова В.З. Исследование электрофизических свойств сплава алюминий-кремний. // Тезисы доклада на Республиканской конференции "Физико-химические основы производства металлических сплавов ", Алма-Ата, 1990, с. 16.

65.Глазов В.М., Кольцов В.Б. Электронная составляющая энтропии плавления мсталлизующихся при плавлении полупроводников. // Тезисы доклада на Республиканской конференции "Физико-химические основы производства металлических сплавов ", Алма-Ата, 1990, с. 14.

66.Кольцов В.Б., Тихонова Г.И. Оценка степени диссоциации металлизующегося в жидком состоянии соединения InSb на основе экспериментального исследования температурной зависимости электропроводности, термо-ЭДС и магнитной восприимчивости // Тезисы доклада на Республиканской конференции "Физико-химические основы производства металлических сплавов ".Алма-Ата, 1990, с. 17.

67.Глазов В.М., Бурханов A.C., Кольцов Исследование магнитной восприимчивости и установление ее взаимосвязи с другими электронными свойствами в расплавах соединений A'BVI(AI-Cu, Ag; 3VI-2, Se, "-.). // Тезисы

' доклада I Всесоюзной конференции "Жидкофазные материалы", Иванове,'990,

. с.9. ■

68.Кольцов В.Б., Сиротюк С.В. Постоянная Холла и другие кинетические характеристики в расплавах металлизующихся при плавлении полупроводников. // Тезисы доклада VII Всесоюзной конференции " Строение и свойства металлических н шлаковь'х расплавов", Челябинск, 1990, т. 1,4.1, с. 108-i 12.

69.Глазов В.М., Кольцов В.Б. О коррелятивных взаимосвязях между температурными зависимостями электропроводности, термо-ЭДС, магнитной восприимчивости и постоянной Холла расплавов полупроводников с вырожденным электронным газом. // Тезисы доклада VII Всесоюзной конференции " Строение и свойства Металлических и шлаковых расплавов", Челябинск, 1990, т.2, ч.З, с.38.

70.Глазов В.М., Кольцов В.Б., Зубков A.M. Исследование электропроводности и коэффициента Холла кремния различных промышленных марок в твердом и жидком состоянии. // Тезисы доклада VII Всесоюзной конференции " Строение и свойства металлических и шлаковых расплавов", Челябинск, 1990, ч.2, т.З, с.122.

71 .Глазов В.М., Кольцов В.Б., Тимошина Г.Г., Зубков A.M., ПискуноЕ С.А., Пильдон В.И. Исследование электрофизических свойств высокоомного кремния в шире ом интервале температур . II Тезисы V Всесоюзного совещания пс материаловедению и физико-химическим основам получения легированных монокристаллов кремния. Кремний-90, Москва,1990, с,235.

72.Глазов В.М., Кольцов В.Б., Тимошина Г.Г., Зубков А.М.,Пискунов С.А., Пильдон В.И. Исследование термической стабильности высокоомного кремния п-типа проводимости/ полученного методом НТЛ. II Тезисы VII' Республиканского семинара "Физические принципы повышения устойчивости материала и элементов в твердотельной электронике к воздействию радиации", Киев, 1991.

73.Глазов В.М., Кольцов В.Б. О взаимосвязях между температурными зависимостями электропроводности, термо-ЭДС, магнитной восприимивости и постоянной Холла В расплавах халькогенидов меди и серебра. II Тезисы доклада III Всесоюзной конференций.:'■.;." Материаловедение халькогенидиых полупроводников". Черновцы, 1991, ч.»,с.22. .

. 74.Глаэов В.М., Кольцов В.Б., Щеликов О Д. Изменение структуры ближнего порядка в расплавах металлизующихся полупроводников при нагревании. II Тезисы докладов VIII Всесоюзного совещания по физико-химическому анализу. Саратов, 1991,«.117. ■

■ 75.3уоков A.M., Кольцов В.Б., Пильдон В.И., Пискунов С .А.,Тимошина Г.Г. Исследование электрофизических свойств высокоомного кремния п-типа проводимости в широком интервале температур в твердом состоянии. Тезисы докладов VIII Всесоюзного совещания по физико-химическому анализу, Саратов, I99I.C.I51.

76.Глазов В.М., Кольцов В.Б., Куцова В.З., Рсгсль А.Р., Таран Ю.Н., Тимошина ГХ., Узлов К.И., Фалькевич Э.С. Электрофизические свойства полупроводникового кремния в широком интервале температур."// Электронная техника, 1990, сер.б, Материалы, вып.4(249), с.53-58.

77.Глазов В.М., Кольцов В.Б., Куцова В.З., Регель А.Р., Таран Ю.Н., Тимошина Г.Г., Узлов К.И., Фалькевич Э.С. Структурные превращения при нагревании монокристаллов кремния.//ФТП,1991, т.25,в.4,с.588-595.

78 Лазарев В.Б., Глазов В.М., Кольцов В.Б., Ким С.Г. Памяти профессора А.Р.Рет*ля (1915-1989). // Известия АН СССР , Неорганические материалы, 1991, т.27, № 12, с.2705-2707.

79.Глазов В.М., Айвазов А.А., Кольцов В.Б. К вопросу об электронной составляющей энтропии плавления ковалентных кристаллов . IIЖФХ, 1991, т.65, в.12, с.3405-3408. .

вО.Глазов В.М., Кольцов В.Б. Эффект Холла в расплавах полупроводников с вырожденным электронным газом и его взаимосвязь с электропроводностью и магнитной восприимчивостью. IIФТП, 1993, т.27, в.5, с.634-643.

81.Глазов В.М., Кольцов В.Б., Куцова BJ-, Регель А.Р., Сиропок С.В., Таран Ю.Н., Фалькевич Э.С. Оценка температуры структурного превращения при нагреве монокристаллов кремния на основе статистической теории растворов и метода псевдопотенциала. //ФТП, 1993, т.27, Ns 7, с. 1080-1085.

82.Глазов В.М., Пильдон В.И., Зубков А.М., Кольцов В.Б. Исследование электрофизических свойств монокристаллов высокоомного кремния п-типа проводимости в широком интервале температур.// ФТП, 1993, т.27, в.10, с.1605-■1610. ■..'/•■

83.Глазов В.М., Кольцов В.Б. Электронная составляющая энтропии плавления полупроводников и ее взаимосвязь со спектром электронных состояний их расплавов с вырожденным электронным тазоиЛ Тезисы VIII Всесоюзной конференции "Строение и свойства металлических и шлаковых расплавов", Екатеринбург, 1994, т. 1, с. I.

84.Кодьцов В.Б. Жидкие полупроводники с вырожденным электронным газом. II Тезисы VIII Всероссийской конференции "Строение и свойства металлических и шлаковых расплавов".Екатеринбург, 1994, т. 1, е.44.

85.Глазов В.М., Кольцов В.Б. Исследование магнитной восприимчивости и установление ее взаимосвязи с другими электронными , свойствами в расплавах халькогенидов меди й серебра, II Тезисы V Международной конференции по химии и технологии халькогенов и халькогенцдов. Караганда, 1995, с.32.

86.Глазов В.М., Кольцов В.Б. Электронная составляющая энтропии плавления полупроводниковых соединений A'B^A'-Cu, Ag; BVI-S, Se, Те) и ее взаимосвязь со

спектром электронных состояний их расплавов. // Тезисы V Международной конференции по химии н технологии халькогенов и хэлькогенидов, Караганда, 1995.

87 Glazov V.M.,Koltzov V.B. The spectrums of electronic states of copper and silver chalkogenides melts with degenerated elektronic gas. // XIV International conference on Thermoelectrics, 1995, St.Peiersburg 02-C08, p. 11.

88.Глазов B.M., Кольцов В.Б., Бурханов A.C. Исследование магнитной восприимчивости халькогенидов меди и серебра в области фазового перехода кристалл-расплав. II ФТП, 1994, т.28, в.1, с.7-13.

89.Глазов В.М., Кольцов В.Б. Жидкие полупроводники с вырожденным электронным газом. // ФТП, 1995, т.29, в.5/6, с.806-825.

90.Кольцов В.Б., Зубков A.M. Явление фазовых переходов в веществах с ковалентной составляющей химической связи. II Тезисы доклада Всероссийской научно-технической конференции " Электроника и информатика - 95",1995, МИЭТ, с.189.

91.Глазов В.М.,Кольцов В.Б., Куцова В.З., Регель А.Р., Таран Г.Г., Тимошина Г.Г., Узлов К.И., Фалькевич Э.С., Зубков A.M. Способ обработки полупроводникового материала.// Заявка на патент от 13 октября 1995 г. .номер Госрегнстрации 95117072. •

92.Глазов В.М.,Кольцов В.Б., Куцова В.З., Регель А.Р., Таран Г.Г., Тимошина Г.Г., Узлов К.И., Фалькевич Э.С., Зубков A.M. Явление локального уплотнения структуры микрообъемов полупроводников. II Диплом на "Открытие" № А-026 от 5 апреля 1995 г.

93.Глазов В.М., Кольцов В.Б. Электронная составляющая энтропии плавления и спектр электронных состояний в расплавах полупроводников с вырожденным электронным газом. //ЖФХ, 1996 (в печати).

Заказ 69 Тираж Ш

Объем 1,9 уч.изд.-я

Отпечатано в типографии МИЭТ (ТУ)