Особенности электронных и гамма-резонансных спектров TiCa1-xFexS2(O< или равно х < или равно 1) тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

ОРДЕНА ДРУЖБЫ НАРОДОВ АКАДЕМИЯ НАУК АЗЕРБАЙДЖАНА ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАНЕНИ ИНСТИТУТ ФИЗИКИ.

Для служебного пользования экз. н_щ; I) J

на правах рукописи

кязимов сулейкан Бильиан оглы

УДК 621. 315. 592.

ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕКТРОННЫХ И ГАННА-РЕЭОНАНСНЫХ

СПЕКТРОВ Tica Fe s (о ч< X í 1) . 1.-х х г

01.04. io. - Физика полупроводников и диэлектриков.

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата фиэико - математических наук

БАКУ - 1992

Работа выполнена в Институте Физики АН Азербайджана.

Научные руководители:

г доктор Физико-математических наук. профессор Гусейнов г. Я.

- доктор Физико-математических наук, старший научный сотрудник султанов г. л.

Официальные оппоненты:

доктор »иэико-математических наук. профессор Тагиев Б. Г.

доктор Физико-математических наук, профессор Тагиров В. И.

Ведущая организация:

сектор Радиационных исследований АН лаербашмаиа.

зашита состоится * £0 " О £ 1992 г'

в " О часов на заседании Специализированного совета (д - ОСН. 04.01.) по защите диссертации на соискание ученой степени доктора физико - математических наук при институте физики АН Азербайджана.

Адрес: 370143. г. Баку, пр. Азизбекова, зз.

• с диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института физики АН Азербайджана.

Автореферат разослан " £[) " ^р*^ 1992 г'

аченый секретарь

Специализированного совета Л>/ шаФизаде р. Б.

доктор Физико-математических И1/¡¿п ¡Ол-о--— наук, профессор . ЛХхЛ-Ч^

Актуальность теин: полупроводники типа монохалькогенидов таллия.

__1+ з+ 1+

возглавляемые соединением Ti.se - Т1 с Т1 5е ) , охватывают

2

сегодня большое число материалов с весьнэ широким набором их Физических параметров. Обшие кристаллоструктурные и химические особенности этого класса соединения, объединявшие их в единую группу, обУсловлены( особой электронной конфигурацией элемента таллия.

изучение полупроводников данного типа получило широкий

размах с открытием их новь« трехкомпонентных аналогов, как впервые

предсказано и экспериментально подтвержаено гусеяновын г. а.

11966 - 1973 г. г.), трехкомпонентные аналоги бинарных

и 3» 1"

моцохалькогенидов таллия п Е тI х 1 , ( где X - Б , эе . те )

г 3+ 1-

Могут быть получены замещением анионного радикала 1ТI х ) в

2

них на соответствующие радикалы других разноименных трехвалентных 3* 1-

катионов [к х ) , где трехвалентными катионами ногут быть

2 з* з+

разноименные элементы третьей "/г группы (к = в = ш. <за).

3« 3 +

редкоземельные элементы (К = я = У. !)у. гш, Бг. ть. Ей й т. а. I и з♦ 3+

переходные металлы (К = я ■ = Ре, со, сг и т.п.), способные

проявить трехвалентные состояния.

причем, тройные соединения данного типа с участием катионов 3+ 3» 3+

н (Ре > Со ). характеризуемые в известных халькогенидах также

тетраэдрическоя координацией, в отличие от таких соединений с ? +

участием й , должны проявлять более близкую структурно

!♦ 3» VI

координационную аналогию с соединениями типа п ть х и

р 3* vi 2

тI в х . наряду с этим, новые полупроводниковые соединения

2 VI VI

типа пнх ; также как соединения ПРХ , должны проявлять и

г .г

магнитные свойства слоисто-иепочечных структур.

В свате отмеченных выше соображении особый интерес

представляют изучение Физико-химического взаимодействия

з

соответствующих магнитных и ненагнитных представителей

низкоразмерных полупроводников указанного типа с последующим

обстоятельным исследованием особенностей их электронных и

магнитных свойств, что и . сделано в настоящей работе на примере

систем тюа Fe s (о íx í п. из исходных компонент данной системы 1-х х Z

соединение TiFes к началу наших Исследований, в отмеченном выше z

аспекте . особенно в плане его полупроводниковых свойств, оставалось совершенно не изученным ; Не изученными оставались также и твердые растворы на основе исходных компонент.

Целью настоящей диссертационной работы является выявление

особенностей электрофизических и магнитных свойств новых магнитных

полупроводников. Tica Fe s (о í x í 1 ). i-x х г

для достижения указанной иели поставлены следующие задачи.

1. Построить диаграммы состояния псевдобинарной системы TiGaS -

г

-TiFes ; установить границы областей взаимной растворимости. ' 2

2. Разработать технологии й вырастить однородные нонокристаллы из

области гомогенности системы тюа Fe s со í х í il;

1-х x 2

3. изучить электрические. Фотоэлектрические и оптические свойства

вырашенных монокристаллов систем т iGa Fe s íoíxíD , выявить

1-х * * .

полупроводниковый характер и особенности зонной структуры данных материалов. .

4. Выявить особенности гамма-резонансных спектров содержащих

железо (х ^ о» кристалов системы пяа Fe s (о -f х с 1) при

1-х х z

различных температурах.

Научная новизна: межслоевое взаимодействие в широкозошшх

слоистых кристаллах типа TiGas приводит к образованию

г

соответствующих специфических энергетических зон, отличающихся аномально высокой чувствительностью к изменению температуры и вариации составапо^редством внутрислсевого замещения Ga - Fe.

основные положения выносимые на зашиту:

1. трехкомпонентное соеяинение riFes и твердые растворы замещения

2

на его основе TiGa Fe s (х-о.9-1) являются новыми характерньши 1-х х 2

суперпарамагнитными полупроводниками.

2. незначительное частичное замещение немагнитных ионов галлия в

тетраэдрах, на соответствующие магнитные ионы (Fe ) приводит |t

усилению межслоевых связей и резкой перестройке Фотоэлектронных

спектров кристаллов TiGas .

2

практическая ценность полученных результатов:

кристаллы Tisa Fe S являются перспективными материалами для 1-х х 2

создания приемников излучения в вияимой. ближней ик- и рентгеновской областях спектра.

Апробаиия работы: основные результаты диссертационной работы доложены на Fv всесоюзной конференции "Тройные полупроводники и их применение" (г. Кишинев, 1983г.), vil всесоюзной конференции "Химия, Физика и техническое приненение халькогенидов"(г. Ужгород, 1988) и семинаре лаборатории "кристаллофизики" института физики АН Азербайджанской республики.

Публикации: по материалам диссертации опУбли«ованно и печатных работ, в том числе 1 авторское свидетельство.

Обьем и структура работы: диссертация состоит из ввепения, четырех глав, заключения и списка литературы. Обший обьем работы составляет 160 страниц машинописного текста, содержание работы:

Первая глава диссертации посвяшена описанию режима синтеза, технологии вырашивания монокристаллов и методики Физических 1эмерений.

для выбора эффективного режима синтеза ьырашивания мнокристаллов исследуемых сложных фаз. прежде всего необходимо

иметь достоверную инфориаиию о Физико-химических свойствах и

термодинамических параметрах этих Фаз. с этой целью проведены

Физико-химические исследования и анализ псевдобинарных систем

т ls*- Tes и тidas - TtFeb методами диФФеренииально-терми 2 2

ческого анализа (ДТА), микрорентгеноспектрального и

рентгеноструктурноФазового анализа, а также измерениями

Физических параметров соответствующих образцов переменного

состава . в результате проведенных исследований.

установлено . что TiFeS является индивидуальным химическим

2

соединением с инконгрэтным характером плавления при

690 +_ з с. таким же соединением является также TiGas с

2

температурой плавления при 906 *_з с. в псевдобинарном разрезе

Tiaas - TiFes имеют место ограниченные области взаимной 2 2

растворимости исходных компонентов. Области гомогенности

простираются: на основе TiGaS - до 5 мол. % TiFes , на основе

2 2

TiFeS - до 15 мол. г. Tiaas . 2 2 эвтектические составы и соответсвуюише им температуры при этом

оказались; Tim Fe s при в5б +_ з с и ткза Fe s при б80 о. 9 о. 1 2 0. 2 0. 6 2

з с. здесь же приводятся термодинамические характеристики

исследуемых гомогенных «раз. Исходя из особенностей физико-

химических свойств и термодинамических характеристик изучаемых

Фаз разработан режим синтеза и вьшашивания их монокристаллов.

Нонокристаллы TiGaS и растворы малого эанешения на его основе 2

TiGa Fe 5 ( û ч<х ,<0. 05 ) вырашены в достаточно крупных размерах

1-Х X 2 3

( 1.0 х 1.5 х 15 си ) почти без отхода. Причем придавая

рпеииальные формы заро^ышному кончику ампулы удалось получить

( вырастить i весьма совершенные кристаллы с ориентацией их

плоскости естественного скола как паралельно. так и перпендикулярно

к оси ампулы при направленной кристаллизации методом Бриджмена

б

стокбаргера. вырашенные таким образом монокристаллы переменного

состава подвергались количественному микрорентгенспектральному

анализу как вдоль . так и поперек оси ампулы, определены

кониентраиионньп профиль относительно атомов железа как в

направлении паралельно . так и перпендикулярно оси ампулы, хотя в

пределах растра ( 20р х 200 мкм > его распределение оказалось

достаточно однородным. соединение TiFes оказалось менее

2

технологичным, тем не менее оптимизацией технологии удалось

3

вырастить достаточно совершенные крупные ( 0. 5 х t. О х з-1 см )

однородные монокристаллы соединения TiFes . на основе

рентгенстрктурных анализов выявлено . что выраженные при этом

монокристаллы кристаллизуются в моноклинной ячейке с параметрами:

а : 11.643 А. В -- 5,306 Л, г. - 6,802 Л. (10,506 А). Ь - 116,75° о

(144,^6 ). пространственная группа - с2/т. Расположение атомов в ячейке :

Т1 - В положении 4(1) : о,038; 0 0, 641

Fe - В положении 4 (в) ; о; 1/4 о;

s ti) - В положении 4 ti ) : 0, 745; о; 0, 721

S(2) - в положении 4 t i ) ! 0. 58i; о; 0, 086

Преобразуя элементарную ячейку как а' -- а + с , в' = в и с'-- с можем при этом написать также;

о ос

а - 7,196 А , в = 5,306 А , с = 10,508 А и пространственная

I г

группа 12/ш .

межатомные расстояния между атомами " Ре " в тетраэдрах и окружающими их четырьмя атомами " 5 " , т. е. ге - 43

о

составляют 2.223 ♦ ?, ?32 А, что близко к сумме их ковалентиых

ков ков ■> С о

радиусов (Г ♦ Г - 1, 23 А * 1,01 А = 2. 27 А I.

ко 5

3*

следовательно, связь между трехвалентными катионани Ге и тетрээдрическими их окружениями из атомов г , каг в большинстве

других соединения данного типа, носит ковалентный характер.

1*

Расстояния между одновалентными ионами tl и их девятью ближайшими соседями из атомов " r " , т. з. ti-ss составляет

о

з. Ю2-3, тбз А , что соответствует сукне кх ионных радиусов

о го

(г + г =1,43 а + 1,в4 А=з. 32 А», это свидетельствует о ТИ S2-

Фориироваиии характерной для таких типов поп/проводниковых

соединений слабой ван-дер-вальсовой связи между кояалентно

тетраэдрическими цепями.

Во второй главе изучены особенности элэктринны:: спектров

монокристаллов TiGa Fe S ( Oí x í п. Здесь приводятся, з

1-х x 2

частности, оригинальные экспериментальные результаты относительно

характера температурной зависимости удельной электропроводности

s 5-220 к ) монокрисгаллов TiFes в области, охватывающей

2

магнитное рззунорядэчение, спектральных распределений фото- и

рентгепопроводииости монокристаллов Тьса Fe s COf xfl). В

1-х x г

результате проводимых здесь исследований выявлено, что кристаллы

TifeS являются характерным магнитны» полупроводником. Величина 2

удельной электропроводности монокристалла TLFeS ( а х п х с -0,04

3 2

х о,04 к 6 мм i в интервале 5-1гт к соответствовала значению -9-1-1

0 - 10 ом см . Начиная с 12Т к наблюдалось характерное для

полупроводников экспоненциальное увеличение проводимости с ростом

температурь;. Однако, в области 127 v< T v< ггг К зависимость

а(Т) отличается от обычных полупроводников тем обстоятельством,

что при т = т = 170 к тангенс угла наклона зависимости // з с

leo « (lo /т ) претерпевает занэтное изменение . Причем, в рбласти сравнительно более высоких температур (Т > 170 к ) указанный наклон оказывается меньше, чем в с&ласти низких

1 170 к > температур, а именно , лЕ <т < 170 К )»0, 398 эв, а

.1

¿E IT >■ 170 К) «o, 273 эВ. отмеченная аномалия при этом объясняется

г

е

наличием магнитного Фазового перехода в кристаллах т^еБ вблизи

2

170 к. сопровождаемого уменьшением энергии активации в области

т > т за счет характерного обменного взаимодействия, показано, что

с

величина энергии обменного взаимодействия "АС" для чистых

кристаллов Т1КеБ , определенная как: 2

АЗ ч 11 дЕ (т4 т ) - дЕ ( Т >/ "Г ) | »4 0, 125 » 0,5 эв, что 1С 2 С

по порядку величины близко к энергии ионизации при Т4 т 1дЕ « о, 1

с 1

ЭВ).

специальные эксперименты подтвердили, что интеркалирование

кристаллов тьреБ граФитим в несколько раз зацизывает энергию 2

обменного взаимодействия (АЭ » о, ю эв> . определенную при прочих равных условиях. отмеченная высокая чувствительность энергии обменного взаимодействия к процессам интеркалирования свидетельствует о том, что обмен электронами магнитных ионов Ре , вероятно, осуществляется через находящиеся неуду ковалектно-тетраэдрическими цепями анионные радикалы

[Ге'Б 1 = ... ге^ ке

со Б-/ 5 «-""

и связывающие их между собою немагнитные металлические ионы -1 +

катионы 14 .

Энергия обменного взаимодействия, естественно, оказывается весьма чувствительной так же к частичным замещениям ионов железа в цепях на еоответсвуюшие немагнитные ионы, в тем числе на ионы галлия. Несмотря на отмеченные выше различия кристаллов соединения Т1.РеБ

г

и растворов замещения ( Ге - и а) на его основе ст обычных немагнитных полупроводников, тем не менее, данные кристаллы, наряду с экспоненциальным ростом их проводимости с повышением температуры проявили так же другие характерные иля полупроводников особенности : электропроводность их существенно возрастает при воздействии на них электромагнитных излучений ' из

видимой и рентгеновской области спектра, максимум спектральной

зависимости фотопроводимости кристаллов Т1Гез при освешении

2

перпендикулярно плоскости естественного скола и направлении *

приложенного поля перпендикулярно к данной плоскости.

соответствовал энергии падающего света ы> » г, 05 эВ и по

тах

мере частичного замещения ионов железа на ионы галлия смешался в сторону длин волн с большей энергией квантов.

в настоящей главе изучены также закономерности изменения

продольной электропроводности слостых кристаллов пйаб в

2

зависимости от температуры, энергии падаюшего электромагнитного

излучения и вариации состава посредством замещения аа - Ке. в

частности, установлено, что в результате частичного замещения

атомов галлия в решетке тюаБ . на атомы железа в незначительном

г

количестве саа - ре i - 2 ат. '/,?&) приводит к полной перестройке Фотоэлектронных спектров: по мере указанного замещения основная полоса собственной фотопроводимости, наблюдаемая в области 2,62.9 эВ до введения железа, подавляется на Фоне новой полосы максимальной Фоточуствительности низкоэнергетическои области (1,3 - 2,6) спектра, возникшей после введения железа. данное обстоятельство связывается с усилением межслоевых связей, вызванных присутствием в соседних слоях магнитных ионов железа.

01 .осительная спектральная Фоточувствительность содержащих железо кристаллов в указанной выше низкоэнергетической области становится доминирующей как при комнатной температуре, так и при температурах выше комнатной, основная высокоэнергетическая полоса максимальной Фоточувствительности для

чистых кристаллов тюаз при этом проявляется лишь как слабое

2

коротковолновое плечо вновь возникшей полосы спектральной ^оточувствительности в результате введения ионов железа.

ю

предполагается, что наличие слабых межслоевых связей в исходном

кристалле usas приводит к образованию характерной -г

аналогично "примесной зоны", - так называемой "нежсловой зоны" в

диапазоне энергия 1,1-2,3 эВ при температурах вьшекомнатной.

А в области низких температур межсловвая связь слаба из-за

малых амплитуд тепловых колебаний атомов, энергетический спектр

кристаллов при этом определяется сильной ковалентно

тетраэдрической связью внутри слоев [Gas , ответственной за

v 2 с

Формирование валентной зоны <е ) и зоны проводимости (е ).

Поэтому, как бы не было парадоксально, при сравнительно

низких температурах преобладает собственная

v с

Фотрпроводимость, обусловленная переходом зона-зона (Е -Е ), при

соответствующих больших энергиях падаюшего излучения

(2, 5 ч ho í 2,9 эВ). наличие вандерваальсовской шели между слоями

создает благоприятное условие для "беспрепятственных" тепловых

колебаний атомов на граниие слоев. Поэтому, с повышением

температуры происходит закорачивание межатомных расстояний

атомов соседних слоев ("сужение, вандерваальсовской шели". ) и тем

самым становится заметным межслоевое взаимодействие, приводящее к

возникновению . подобно примесной. "межслоевой зоны" внутри v с'

запрещенной зоны Е -Е . Естественно, что ширина образованной такин образом "межслоевой зоны" окажется весьма чувствительной к изменению температуры, что и наблюдается на эксперименте, следовательно, предполагаемая "межслоевая зона" , в отличие от характерных для обычных (трехмерных) полупроводников примесных зон, заложенных в них от самого начала,появляется как следствие повышения температуры ?лочстого кристалла полупроводника. Иначе, наличие этих "межслоезых зон'более четко проявилось бы на спектрах фотопроводимости, в соответствии с обычно установленной

представлениями в области низких . нежели высоких температур.

Частичное замешение внутрисловных немагнитных ионов на

магнитные ионы (Ga-Fe) при неизменной слоистой кристаллической

структуре, по меньшей мере, создает дополнительные магнитные

межслоевые силы притяжения, что ,видимо, приводит к заметному

сближению слоев и Формированию отмеченной вше "межслоевой зоны"

уже в области, сравнительно низких температур. по этой

причине. по всей вероятности, в отличие от исходных кристаллов

TiGas . в кристаллах, содержащих магнитные ионы железа. г

закбшамшне ионы ' галлия внутри слоев на 1-2 ат. л»

"межслоевая зона" сыграет преобладающую ■■роль на спектрах их

фотопроводимости . причем в области и более низких темпеватур. в

результате отмеченного выше, казалось бы ничтожного замещения

область максимальной относительной спектральной

Фоточувствительности резко смешалась а сторону малых энергий

световых квантов, основной максимум спектра фотопроводимости в

результата замещения галяия на 1 ат. У. железа при этом смешался

от z4to-2,75 эв к энергиям падающего излучения 1.98 эв при

зоо к. основной максимум исходного кристалла Tisas для кристаллов

г

содержащих железо при этом проявляется в виде коротковолновой ступеньки, составлявшей всего лишь го-25 % от вновь возникшего максим.па. Особое внимание заслуживает и то обьстоятельство, что отмеченная новая полоса максимальной спектральной

Фоточувствительности аномально резко смешается в сторону длинных волн с ростом температуры.

Далее здесь излагаются экспериментальные данные относительно экситонных состояний в монокристаллах TiGas^ и закономерностей изменения этих состояний в зависимости от температуры, одноосного давления, интеркаляиии и вариации состава

посредством частичного замещения Ga -Fe.

в третьей главе рассматриваются магнитные свойства и

сверхтонкие ззаимодеиствия в поликристаллах тюа ' Fe S .

1-х х 2

излагаются здесь, в частности, экспериментальные материалы и

результаты их анализа по магнитной восприимчивости, температурной

зависимости нессбауэровских спектров и магнитной теплоенкости,

главным образом, на примере поликристаллических образцов при

х = о,9-1 . Приводятся данные о магнитной восприимчивости,

особенности нессбауэровских спектров вблизи магнитного Фазового

перехода, об асимметрии линий квадрупольного растепления,

обусловленного характерными релаксационными явлениями, а также

о других свойствах исследуемых образцов. Установлено , что

соединения riFes и растворы замещения TiGa Fe S на его основе

2 1-х х 2

являются квазиодномерными антиферромагнетиками. в магнитном

поведении этих соединения наблюдается ряд особенностей.

характерных для квазиодномерных магнетиков: наличие широкой

области температур, гае происходит Формирование ближнего

порядка, установление дальнего порядка и при низких

температурах, зависимость температуры установления дальнего

порядка и величины магнитной восприимчивости от величины

внешнего магнитного поля н т.д..

показано, что особенности, характерные для квазиодномерных

магнетиков, наблюдаются также в поведении их магнитной

теплоемкости.

Обнаружены магииторелаксаиионные ЭФФекты в нессбауэровских спектрах, свидетельствующие о флуктуэциях спинов в исследованных образцах в довольно широкой области температур.

показано, что наличие в спектрах в некотором интервале температур наряду с линиями сверхтонкой магнитной структуры

асимметричных линий кваарупольного растепления и уменьшение

степени асимметрии при повышении температуры свидетельствует о

тон, что Флуктуации спинов при этом обусловлены электронной

спин-решеточной релаксацией.

Установлено, что температура ниже которой изучаемые Фазы

проявляют свойства, характерные для магнитоупорядоченного

состояния, в зависимости от метода измерения различна . показано,

что различие значений температуры обусловлено флуктучциями спинов

и различием времен измерения, характерных для магнитных измерений

и метода ядерного гамма - резонанса (ЯГР).

кз совместного анализа результатов магнитных и мессбауэровских

исследования сделан вывод о том, что исследуемые Фазы в широкой

области температур проявляют свойства, характерные' для явления

суперпарамагнетизма.

в четвертой 'главе исследуются особенности сверхтонких

взаимодействий в монокристаллах Пйа ге э (х=о,ог; 0,9-1)

1-х х 2

Рассматриваются, мессбауэровские спектры и квадрупольные

расшвпления в слоистых монокристаллах тьса Ке Б (х=о,01-0,ог>

1-х х 2

при температурах г: во и зоо к, позволяющие извлечь весьма полезную информацию о локальных характеристиках окружающей магнитные ионы (Ге) среды.

при анализе экспериментальных результатов использовали параметры

изомерных сдвигов и квадрупольных растеплений, в результате этих

анализов выявлено , что ионы железа в твердых растворах на основе

ТЮаЗ в действительности занимают тетраэдрические положении 2

ионов галлия, и химическая связь их с окружающими анионами носит ковалентный характер. далее здесь обсуждаются квадрупольное сверхтонкое взаимодействие, магнитное сверхтонкое взаимодействие, влияние ковалентьых эффектов на сверхтонкие взаимодействия .

и

комбинированные сверхтонкие взаимодействия в цепочечных

кристаллах Т1.за Ре б <о=о. 9--1). 1-х х 2

определены углы между направлениями магнитного поля, главной оси

градиента электрического поля на ядрах Ре и кристаллографической

осью "С" в указанных типах цепочечных кристаллов.

Установлено, что ниже температуры магнитного перехода

57

(определенной из мессбауэровских исследований! на ядрах Ре в

данных кристаллах одновременно действуют как магнитные поля, так

и неоднородные электрические поля из анализа спектра при т=ео к

определен угол между направлениями магнитного поля и главной оси

градиента электрического поля на ядрах.

величины сверхтонкого магнитного поля ре в соединениях

Т1реБ и т^еБе при т = 5 к равны 160 кэ и ют кэ, соответственно.Эти

2 2 57

значения более чем в три раза меньше, чем поля на ядрах Ре в

ионных соединениях трехвалентного железа, показано, что низкие

57

значения сверхтонкого магнгыого поля на ядрах Ре в соединениях

тьрех обусловлены, в основном, ковалентным характером химической

2

связи Ре-Х.

основные результаты и выводы диссертации могут быть '(Ведены к следующим:

1.проведены Физики - хиническии анализ в псэвдобинарных

з +

системах т^-РеБ и тмзаэ -т^ез .выявлено, что Т1РеБ - Т1 Ре ъ

¿2 2 2 является индивидуальным химическим соединением с инкогруэнтным

<арактером плавления при температуре 6ЭО -3 С, кристаллизующимся в

« о

юноклиньой сингонии с параметрами: а = п,б43 А, в=5.зоб л,

О а а о

:-б. 802 а(ю, 508 А), »-116,75 (144,58 ), пространственная группа :2/т.

показано, что система ткзаэ -ПРеЭ характеризуется

2 2 .

!граниченными областями взаимной растворимости исходных

конпонентов-5 ноп. у. TiFes на основе TLSas и 15 ион. 7. TLQas на

2 г г

основе TiFes .

2

2. с /четом Физико-химических особенностей исследуемых Фаз

системы"тiFe еа s раэработака технология вырашивания и получены 1-х х 2 з

крупные(i. oxl. о х 15см ) однородные монокристаллы; методами

электронно-микроскопического, микрозондового, рентген-спектрального

анализов проверена однородность и стехиометрия исследуемых Фаз.

определен, в частности, профил распределения атомов железа по

диаметру и вдоль монокристаллического слитка в процессе роста

кристаллов переменного состава tl Fe s ( х=0.005-0, 05).

1-х х 2

3. Изучены электрические и Фотоэлектрические свойства

монокристаллов TiGa Fe s ( о ч<х $1). Выявлены полупроводниковый 1-х х 2

характер полученных новых материалов и перспективы использования их в создании приемников видимого света и рентгеновского излучения. Обнаружена аномалия в температурной зависимости

электропроводности TiFes при 170 к. обусловленная магнитным

г

разупорядочением.

4. Установлено, что в результате частичного замещения трехвалентных ионов галлия на соответствующие ионы железа в ничтожно малом количестве (1-2 а т. у.) приводит к существенной перестройке Фотоэлектронных спектров монокристаллов Ticas

2

рлагода. i усилению межслоевых связей при этом Формируется специфическая "межслоевая зона", приводящая к появлению новой полосы максимальной относительной спектральной

Фоточувствительности, подавляющей область собственной фотопроводимости исходных (х- о) кристаллов.

5. выявлено, что мессбауэровские спектры тiga fé s

1-х х 2

(0 ч< X n< 0,02) при 4. 2 , 80 и 300 к состоят из ДВУХ Характерных линий квадрупольного расщепления. из

анализа параметров полученных спектров следует, что атомы железа

при этом в действительности, замешают тетраэдрические положения

ионов галия в решетке ткзаз и связь их с окружающими анионами

2

носит ковалентный характер. ВелечинЫ квадрупольного расщепления, определенные из соответствующих ганма - резонансных спектров.

свидетельствуют о том, что основный источником градиента *

электрического поля на ядрах железа в тетраэприческом положении являются окружающие ионы, т. е. тетраэдры при этом искажены.

6. выявлены особэнности магнитной восприимчивости.

температурной зависимости мессбауэрэвских спектров и магнитной

теплоемкости поликристаллов ткза Fe s (х=1). Исходя из наличия

1-х х г

широкой области температур Формирования ближнего порядка, установления дальнего порядка при низких температурах, зависимости темпг ^зтуры установления дальнего порядка и величины магнитной восприимчивости от величины внешнего магнитного поля проявления явления супегпаромагнетизма , а так . же

специфического поведения магнитной ' теплоемкости, выявлена квазиодномерная антиФерромагнитная природа соединений

г i Fes (Se ), и твердых растворов на их сонове, как следствие

г г

«ваэиоднокернрети строения их кристаллической структуры. )бнаружены магнито-релаксаиионные ЭФФекты. свидетельствующие о >луктуаииях спинов в них в широкой области температур, причем, появления в спектрах наряду с линиями сверхтонкой магнитной труктуры асимметричных линия квадрупольного растепления И меньшеиие степени асимметрии при повышении температуры каэыплют нз то, что отмеченная флуктуэния спинов при том обусловлена электронной спин-решеточной релаксацией.

7. изучены зависимости магнитной восприимчивости от взаимной риентаиии внешнего магнитного поля и кристаллографической оси "с*

ноиоклинных кристаллов TiFes tse ), характерные осойенности

г z

нзгнитного, квадрупольного и комбинированного сверхтонкого

взаимодействия в них, а также влияние козалентных эффектов на

данные взаимодействия. На основании мессбауэровоких спектров

определены при этом соответствующие углы между направлениями

сверхтонких полей на ядре Fe и осью "с", а также угол между

направлениями магнитного поля и главной оси градиента

электрического поля . выявлено, что величины сверхтонкого

57

магнитного поля на ядрах Fe е кристаллах TiFes И TiFese при 5 К

г 2

равны 160 кэ и 167 кэ, соответственно, и ограничены наличием ковалентного характера химической связи между ионами Fe - X.

основное содержание диссертации отражено в следующих научных трудах:

1. г. Д. Гусейнов, а. г. Абдуллаев, н. з. гасанов, т. м. турсункулов,

с. б. кязимов, с. х. Умаров. "особенности модуляционных спектров

III. III VI

тройных полупроводников типа А в с "iv всесоюзная

2

конференция "тройные полупроводники и их применение" тезисы докладов. 6-6 июня 19йзг. Кишинев 19?зг с. 132.

2. г. д. Гусейнов, н. з. гасанов, с. Б. кязимов "Влияние интеркаляиии

литием на температурный сдвиг энергии прямого перехода и

экситонного состояния в слоистых монокристаллах типа TLGase ."

г

тезисы докладов школы-семинара "Физика и химия интеркалированных и других кваэидвумерных систем" с. 19. май 19в?г. Харьков.

3. R. G. Guseinov. G. й. Guseinov, N. Z. Gasanov and s. B. Kyazimov.

III III.VI

spécial feauires of exciton absorption spectra of A в x - type

2

layer - semiconductor crystais.

PhyS. Stat SOI (b) 1906 . 133, p. к 25.

Г. a. Гусейнов, в. a. Алиеч, 3. Ф. Вагирзаде, с. г. Гусейнов, с.Б. кязимов. "рентгеноспектральный микроанализ монскристаллов

III III VI И1 III

твердых растворов а в тс (где а -ть в -оа, 2п; т-ге,

VI 1-х х 2

Со. ИМ с -3. Бе> Препринт Щ88 ИФЛН Азерб. ССР. Баку-1986, с. И

Г'Гусейнов, с. с. Абдинбеков. а. н. Раназанзаде, с. Б. кязимов.

электропоглощения иснокристаллов тшаэ зе

2х 2<1-х>

Баку 1986. препринт 4. ич>лн Аэерб. сср. , с. 36.

6. г. Д. Гусейнов, ш. н. Джураев. с.г.ГУсейнов. с. Б. кязимов.

колебательный спектр монокристаллов ТКШЗ ) (РеЗе ) . где

2 1-х 2 х Осхс0.015 вьлизи структурно-Фазовых перестроек.

препринт н б, ифан Азерб сср, Бак/-1987, 21 с.

т. г. а. гусййнов. ф. н. сеидов , с. г. Гусейнов, с. б. кязимов,

фазовые равновесия в системах тройных низкоразмерных

халькогенидов. VII всесоюзная конференция "Химия, Физика и

техническое применение халькогенидов" Тезисы докладов часть II

с. 143. ужгород - 1988.

8, с.г.ГУсейнов, в. А. Ал1 >в. э.ф. Багирзаде, с. Б. кязимов.

III III VI

рентгеноспектральный никроанализ кристаллов л р с, легированных переходными металлами. заводская лаборатория. носква 1988/2 с. 27-28.

и

9. Г. Д. Гусейнов, з. ф. Багирзаде, с.г.ГУсейнов, Г.Д.Султанов' а. г. Агамалиев, с. в. кязимов. фоточуветвитедьшй материал. Авторское свидетельство N 1468222 , 15 ноября 1988г.

ю. с.г.ГУсейнов, г. д. гусзйнов, г.л.СУлтанов, с. Б. кязимов.

с. с. Абдинвекоа. " особенности нессбауэровских спектров цепочечных

кристаллов т^еэ (эе ) в области магнитного раэупорядочения.

2 2

Часть 1. Особенности сверхтонких взаимодествий и магнитных свойств квазинизкоразмерных магнетиков. Препринт. n 441 ифан Аэерб. Республики Баку 19.92, 62 с.

п. с.г.ГУсейнов, ¡', д. Гусейнов. г. д. султанов, с. Б. кяэинов, с. с. Абдинбеков. " особенности нессбауэровских спектров цепочечных

кристаллов TiFes ise ) в области магнитного разупорядоч^ния". 2 2 ' Часть II. магнитные свойства и сверхтонкие взаимодействия в

поликристаллах TiFes tse ) препринт. H ^42 ИФЛН АзеРб. Республики

Баку 1992, с,

12. С. Г, Гусейнов, г. Д. гусринов, г. Я. султанов, с. р. кяз^мов.

с, с. Абдинееков. " особенности мессбауэроверх спектров цепочечных

кристаллов TiFes (Se i в области магнитного раэупорядочения". г г

часть III.сверхтонкие взаимодействия в монокристаллах TiGas (Se )

г г

препринт. n 443 ифан Азерб. Республики Баку 1992, 31 с.

13. с.г.гусеинов, г. й. Гусейнов, с. Б. Кязимов.

о росте кристаллов, структуре и кристаллохимии магнитных

полупроводников Tires (Se ,те ) 2 2 2

препринт. к 454 ифан Азерб. Республики Баку 1992. 12 с. И. Г. Д. Гусейнов. 3. Ф. Багирзаде, с. г. Гусейнов, с. Б. кязимов, Г. с.оруджев. " энергетический спецтр квазиодномернрх кристаллов TiFese ". Препринт. N 455 ифан Азерб. ресрублики Баку 1992, зб с.