Теплофизические свойства твердых растворов системы TiInSe2-InGaSe2 тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.14 ВАК РФ

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ АЗЕРБАЙДЖАНСКОЙ РЕСПУБЛИКИ

АЗЕРБАЙДЖАНСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСШ£Т

На праь ■ рукописи УДК 61 * . 5.592.541.65

ргв од

РУСТАМОВ ЧИНГИЗ ИЗ" Л ОГЛЬ! 2 3 ОПТ 2'Ш

ТЕПЛОФИЗИЧЕСК , СВОЙСТВА ТВЕРДЫХ РАСТВ01 1 СИСТЕМЫ Т11п8е2-1пСа8е2

(01.04.14 - теплофизика и молекулярная физика)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

БАКУ - 2000

Работа выполнена в Азербайджанской Государственной Нефтяной Академии

Научный руководитель:

- доктор физико-математических наук,

профессор ГОДЖАЕВ Э.М.

Официальные оппоненты:

- доктор физико-математических наук,

профессор МУРСАЛОВ Т.М.

- доктор физико-математических наук

АЛДЖАНОВ М.А

Ведущая организация:

физический факультет Азербайджанского Государственного Педагогического Университета

Защита состоится % " 2000 г. в часов

на заседании Специализированного разового совета Н.054.03.0' по защите диссертации на соискание ученой степени кандидат; физико-математических наук по специальности 01.04.14 (теплофизика и молекулярная физика) при Бакинском Государственном Университете (370148, г.Баку, ул.З.Халилова, 23)

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке БГУ. Автореферат разослан " СС^И ^'-/1 2000 г.

Ученый секрета^

Специализированно^ доктор физико-мат£м^тиКеск$д наук, профессор ' ^ ,<■ '

В &2Г03>

ЛВАГАБОВА С.Г.

вз^л.зз оз

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ ВВЕДЕНИЕ

Актуальность работы:

Многокомпонентные сплавы получили в последние годы широкое применение в качестве материалов для изготовления различных приборов, а интенсивное изучение их свойств привело к открытию ряда явлений, созданию принципиально новых и важных для техники приборов и существенно способствовало развитию физики твердого тела. Большой диапазон применимости этих промежуточных групп твердых тел обусловлен, прежде всего, широким спектром их электрофизических, теплофизических параметров и возможностью управления ими, что достигается, с одной стороны, очисткой и последующим легированием известных, ставших традиционными, материалов, а с другой - изысканием новых.

Освоение космоса, ракетная техника, атомная энергетика, радиоэлектронная промышленность потребовали получения принципиально новых материалов, которые должны обладать комплексом качественно новых физических, тепловых, технологических и эксплуатационных свойств. В номенклатуру промышленных материалов наряду с уже освоенными металлами и сплавами все больше вовлекаются новые простые вещества и особенно их соединения.

Большое значение имеет создание и исследование новых материалов со специальными свойствами, такими как очень малые или, наоборот, очень большие значения температурного коэффициента электропроводности, способность сохранить свойства и при высоких температурах. К числу таких объектов, пожалуй, в первую очередь, следует отнести новые материалы, полученные на основе полновалентных фаз типа А^". Уже сегодня некоторые из этих материалов наШли применение в металлургии, электротехнике, радиотехнике, в атомной технике и многих других областях народного хозяйства. \ ' Ч. ••.

Следует отметить, что несмотря на достигнутые значительные успехи в области изучения сплавов и соединений, полученных на основе решеток типа А1ПВ41, многие из них изучены еще недостаточно и не нашли широкого применения, что делает необходимым исследования в этой области.

С другой стороны, потребность практики опережает реальные возможности материаловедения. Нужны все новые и новые вещества, с качественно новыми сочетаниями свойств. Поэтому во всем мире быстрыми темпами идут дальнейшие поиски с целью получения новых материалов.

В связи с этим на смену классическим атомарным соединениям пришли их бинарные и более сложные аналоги типа АШВУ|, которые не только можно поставить в один ряд с известными перспективными материалами по широте и важности исследований, но в некоторых областях техники им даже можно отдать предпочтение.

Из теории термоэлектричества известно, что термоэлектрические свойства характерны для многокомпонентных соединений и твердых растворов, содержащих тяжелые элементы со сложной или дефектной кристаллической структурой.

В связи с вышеуказанным соображением, сочетание теплофизичес-ких свойств, связь между кристаллической структурой, характером и энергией межэлектронного взаимодействия и различными физическими свойствами обусловили научный и практический интерес к сложным аналогам Ше.

Интенсивное развитие техники СВЧ, создание новых типов запоминающих устройств требует получение и исследование новых сложных материалов на основе халькогенидов элементов ШВ подгруппы. Для решения таких задач необходимо комплексное исследование природы и особенностей их физических, тепловых и физико-химических свойств.

Существенные успехи достигнуты в этом аспекте в исследованиях соединений АШВШ и их сложных аналогов. С этой точки зрения тема настоящей диссертационной работы "Теплофизические свойства твердых раство-

ров системы Т11п5е2-1пСа8е2" является весьма актуальной.

Цель работы:

Установление влияния частичного замещения атомов таллия атомами галлия на структуры и теплофизические свойства твердых растворов системы 1пТ11_хСа15е2, где 0<х<1. Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи:

- разработать методику синтеза и выращивания монокристаллов соединений ТПп8е2, Т11п2Са8е4 и твердых растворов системы Т11пБе2 - 1пСаЗе2;

- провести физико-химический и рентгенографический анализы, установить пределы растворимости сплавов системы Т11п8е2 - 1пСа8е2;

- исследовать температурные зависимости теплопроводности соединений Т11п5е2, Т11п2Са$е4 и твердых растворов на основе Т11п8е2 в системе Т11п5е2 - 1пСаБе2;

- исследовать температурные зависимости теплоемкости сплавов системы Т11п5е2 - 1пСаЗе2;

- исследовать явление термического расширения, изотермической сжимаемости в зависимости от температуры и состава сплавов системы Т11пЗе2 -ГпСаБез;

- вычислить по экспериментальным данным тепловые и упругие параметры соединений ТПпБе,, 1пСа8е2, Т11п2СаЗе4 и твердых растворов системы

Практическая ценность диссертационной работы заключается в следующем:

Получены новые тройные и четверные соединения и твердые растворы, обладающие высоким коэффициентом тензочувствительности и переключающими свойствами.

Научная новизна:

1. Методами зонной плавки впервые выращены монокристаллы твердых растворов 1пТ11.хСа15е2, где 0<х<1.

2. Методами физико-химического и рентгенографического анализов установлено, что в системе Т11п8е2 - 1гЮа5е2 растворимость 1пва8е2 в Т11п8е2 составляет 45 мол.% 1пСа8е2 и при соотношении исходных компонент 1:1 образуется четверное соединение ТИп2Са8е4.

3. Разработана измерительная установка, позволяющая проводить одновременные измерения теплового расширения и изотермической сжимаемости твердых тел в широком интервале температур (4,2-400) К.

4. Исследованием электропроводности сплавов системы ЬШ^Оа^ег в сильных электрических полях установлено, что при высоких температурах (Т>300К) изменение подвижности носителей тока следует закону ц=£(Г3/2), соответствующему взаимодействию их с продольными акустическими фоно-нами.

5. Рассмотрен характер изменения коэффициента теплопроводности, теплового расширения (КТР), изотермической сжимаемости и теплоемкости при частичном замещении атомов таллия атомами галлия в системе Т11п8е2 -1пОа8е2.

6. Вычислены тепловые и упругие параметры исследованных фаз. Основные защищаемые положения работы:

1. Результаты физико-химических и рентгенографических исследований системы Т11п8е2-1пСа8е2 и установленные закономерности изменения параметров решетки твердых растворов указанной системы в зависимости от состава.

2. Закономерности, выявленные при исследовании теплофизических свойств (теплопроводности, теплоемкости, теплового расширения и изотермической сжимаемости) соединений Т11п8е2, ЪЮаБез, Т11п2Са8е4 и твердых растворов 1пТ1!_хОах5е2 в широком интервале температур (4,2-400) К.

3. Изменение электрофизических параметров (ширина запрещенной зоны, концентрация и холловская подвижность носителей тока) сплавов системы Т11п8е2-1пСа8е2 в зависимости от состава и внешних факторов.

4. Особенности переключающих и пьезоэлектрических свойств твердых растворов InTl,.xGaxSe2 при частичном замещении атомов таллия атомами галлия.

Содержание работы.

Во введении обосновывается актуальность темы настоящего исследования, формируются цели и задачи работы, ее научная новизна и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе анализируются особенности электронного строения элементов IIIB и VIB подгрупп и на основании особенностей электронного строения их атомов выработаны системы представлений об образовании новых тройных и четверных соединений на основе решеток типа A[I,BVI путем замещения групп одних элементов группами других элементов. Показано, что с химической точки зрения вопрос о существовании соединений сводится к решению задачи обеспечения необходимых условий для образования наиболее энергетически устойчивых конфигураций.

В этой же главе анализируются литературные данные по исследованию тройных и четверных соединений типа АШВШС ^ .

Во второй главе диссертации описывается технология получения, физико-химический и рентгенофазовый анализ сплавов системы TlInSe2-InGaSe2 и методика выращивания монокристаллов.

На основе термограммы процесса синтеза тройного соединения TlInSe2 установлены оптимальные режимы синтеза данной фазы и твердых растворов на его основе. Экспериментально установлено, что взаимодействия элементов HIB подгруппы с атомами селена способствует нескольким экзотермическим эффектам. Анализ полученных результатов показал, что

образование тройных соединений типа АшВтС21 носит стадийный характер. Последнее связывается с тем, что каждый экзотермический эффект соответствует стабилизации электронных конфигураций атомов-компонентов вследствие образования наиболее устойчивых конфигураций валентных

электронов соответствующих минимуму свободной энергии системы.

Результаты эксперимента показали, что на термограмме Т11п5е2 наблюдаются три экзотермических эффекта при 530 К, 565 и 1080 К. Первые два эффекта, по-видимому, соответствуют температурам образования 1п28е и Т128е, а при 1080 К эти соединения, соединяясь между собой, образуют ТПп5е2. А это объясняется следующим образом: переход двух р'-электронов от атомов таллия или индия к одному атому селена, имеющему два неспа-ренных электрона, приводит к образованию стабильной электронной конфигурации 4з24р6. Вероятно, это служит причиной образования соединений Т128е и 1п28е.

При образовании Т11п8е2 внешние электронные оболочки двух атомов селена достраиваются до устойчивой конфигурации 4э24рб за счет одного бр1 электрона таллия и трех 5з25р' электронов индия.

В этой же главе физико-химическими и рентгенографическими исследованиями сплавов системы Т11п5е2-1пОа8е2 установлено, что в данной системе наблюдается широкая область растворимости на основе Т11п8е2 (0-ь45) мол.% 1пСа5е2 и при соотношении исходных компонентов 1:1 образуется новое конгруэнтно плавящееся четверное соединение Т11п20а8е4.

С помощью метода зонной плавки были выращены монокристаллы Т11п8е2 и твердых растворов на его основе.

В этой же главе излагаются результаты рентгенографического исследования кристаллов системы Т11п8е2-1пОа8е2.

Рентгенофафические исследования Т11п8е2 показали, что эта фаза так же как и Т1Бе кристаллизуется в тетрагональной сингонии и имеет федоровскую группу симметрии 14/тсш.

Рентгенографические исследования сплавов системы Т11п8е2-1пОа8е2 показывают, что эти фазы также кристаллизуются в тетрагональной сингонии и при частичном замещении атомов таллия атомами галлия в Т11п8е2 параметры элементарных ячеек закономерно уменьшаются по закону Вегар-да.

Это, по-видимому, связано с тем, что атомы галлия, в отличие от атомов таллия, имеют большую тенденцию к образованию ер3 гибридной связи, что способствует уменьшению металлической доли химической связи между составляющими атомами. В этом случае при частичном замещении атомов таллия атомами галлия в Т11п8е2 увеличивается смещение максимума электронной плотности к остовам атомов селена, т.е. увеличивается возможность достройки внешней электронной оболочки атомов селена до устойчивой конфигурации Б2р6. В этой связи степень ионности химической связи между атомами указанных сплавов увеличивается и происходит уменьшение параметров элементарных ячеек.

В третьей главе рассматриваются экспериментальные методы исследования электрических свойств в слабых и сильных электрических полях.

Здесь приводится также схема измерительной установки для исследования теплопроводности сравнительным методом. Оценена погрешность измерений, которая составила не более 6%.

В этой же главе описывается усовершенствованный метод адиабатической калориметрии, который позволяет, наряду с исследованием теплоемкости, надежно регистрировать фазовые переходы различной природы, судить об энергетических изменениях, связанных с ними, и в ряде случаев о механизме превращений.

В третьей шаве приведена также установка для исследования температурных зависимостей коэффициента теплового расширения и изотермической сжимаемости твердых тел в широком интервале температур и дилатометр, в котором в качестве датчика, преобразующего изменение геометрических размеров исследуемого образца в сигнал для регистрации, используется катушка индуктивности с колебательным контуром.

Четвертая глава посвящена исследованию физических свойств кристаллов системы 1пТ11.хСах8е2.

Электропроводность, эффект Холла и термо-э.д.с. сплавов системы

1пТ1,_хОах8е2 в слабых электрических полях исследовались при 300-1100 К, а в сильных в температурном интервале 77- 300 К. Исследованиями соединений Т11п8е2, 1пСаЗе2 и Т11п2СаЗе4 показано, что эти фазы обладают р-типом проводимости, изменение холловской подвижности в них следует закону что свидетельствует об основной роли рассеяния носителей

на продольных акустических фононах.

Температурное изменение термо-э.д.с. и коэффициента Холла в кристаллах 1пТ1,.хСа,8е2 типично для материалов со сложной зонной структурой.

Аномалии в изменении коэффициентов Холла и термо-э.д.с. в исследованных фазах объясняются предположением о существовании двух подзон в валентной зоне. В двухзонной модели рост эффекта Холла с температурой объясняется переходом дырок из верхней зоны в нижнюю. Пока концентрация дырок в верхней зоне мала, эффект Холла определяется, в основном, дырками, находящимися в нижней зоне. Так как концентрация дырок в нижней зоне уменьшается с ростом температуры, то холловские коэффициенты растут увеличением температуры. По мере заполнения дырками верхней зоны ее относительная роль увеличивается: максимальное значение коэффициентов Холла соответствует случаю, когда проводимость в обеих зонах сравнивается.

При дальнейшем повышении температуры эффект Холла уже будет определяться, в основном, верхней зоной и, так как концентрация дырок в ней с ростом температуры увеличивается, то холловские коэффициенты уменьшаются .

Экспериментальные данные по исследованию электропроводности в сильных электрических полях качественно объясняются теорией Френкеля-Пуля, который дает основание полагать, что рассмотренные зависимости электропроводности, энергии активации и коэффициента р от напряженности электрического поля и температуры в сильных электрических полях обусловлены увеличением концентрации носителей в исходных фазах и

Т11п2Са8е4 за счет действия механизма термоэлектронной ионизации.

Далее излагаются результаты исследования температурных зависимостей электропроводности, эффекта Холла и термо-э.д.с. твердых растворов системы Т11п8е2-1пСа8е2 в интервале температур 300-1100 К.

Полученные результаты показали, что в данной системе при частичном замещении атомов таллия атомами галлия в ТИпБез ширина запрещенной зоны увеличивается. Это, по-видимому, связано с тем, что в Т11п8е2 валентная зона в основном образована расщепляющимися 4р уровнями ионов селена и частично 5р, 5в уровнями таллия, а зона проводимости 5р, 5в уровнями ионов индия и бр1 уровнями ионов таллия. При частичном замещении атомов таллия атомами галлия в зону проводимости попадают и Зр, Зв состояния атомов галлия, которые энергетически расположены несколько ниже. В твердых растворах Т11п8е2-1лСа8е2 при увеличении концентрации атомов галлия валентные электроны галлия частично увеличивают долю ионно-ковалентной связи и происходит увеличение ширины запрещенной зоны при переходе от Т11п8е2 к твердым растворам на его основе.

Для состава 1пТ10>5Са<)^$е2 ширина запрещенной зоны и параметры элементарной ячейки претерпевают сильное отклонение от закономерного изменения в зависимости от состава и свидетельствует об образовании новой четверной фазы Т11п20а8е4.

Исследованиями всшьтамперной характеристики сплавов системы Т11п8е2- 1пСа8е2 в статическом режиме. Установлено, что сплавы данной системы обладают переключающими свойствами, величина порогового напряжения практически не зависит от толщины активной области и после 1216 кратного переключения стабилизируется.

Показано также, что при частичном замещении атомов таллия атомами галлия в Т11п8е2 напряжения порогового преключения (Упп) изменяется в согласии с изменением ширины запрещенной зоны и параметров ячейки сплавов системы Т11п8е2-1пОа8е2.

Следующий параграф диссертации посвящен исследованию тензомет-

рических свойств кристаллов ТНпве^ и твердых растворов на его основе в системе Т11п8е2-1пОа5е2. Выявлено, что тензочувствительность Т11п5е2 при комнатной температуре в зависимости от степени относительной деформации (б = 14-36- 10~5) изменяется в пределах от 2000 до 30000. Кристаллы 1пТ11.хСа,18е2 отличаются от известных в тензометрии материалов особенностью строения их кристаллической решетки, обеспечивают раскалывание в нужном направлении на нитевидные образцы с зеркальными гранями и требуемой геометрической конфигурацией. Высказано предположение о том, что главной причиной сильного пьезорезистивного эффекта в монокристалле Т11п8е1 и твердых растворах на его основе является сложная энергетическая структура - многодшшнность, резкая анизотропия эффективных масс, подвижность. Было экспериментально установлено направление максимального пьезорезистивного эффекта. Установлено, что с ростом температуры коэффициент тензочувствительности исследованных кристаллов линейно увеличивается.

Пятая глава диссертации посвящена изучению тепловых и упругих свойств сплавов системы ТИнЗе^-ЬСаЗег. Исследовались температурные зависимости теплопроводности кристаллов 1пТ11.хСах5е2 в интервале температур (77-бОО)К. Установлено, что в кристаллах 1пТ11.хСах8е2 в изученном температурном интервале изменение общей теплопроводности с температурой следует закономерности ае - Т\ соответствующему трехфононному механизму рассеяния. При частичном замещении атомов Т1 атомами ва теплопроводность твердых растворов увеличивается. Был оценен порядок возможного вклада электронных составляющих. Теоретическими расчетами установлено, что в твердых растворах 1пТ1)_хСах8е2 и Т1х1п,.х5е рассеяние фононов происходит также и от локальных точечных дефектов и любые дефекты создают добавочное тепловое сопротивление, не зависящее от температуры.

Таблица

Экспериментальные и расчетные данные о решеточной части теплопроводности твердых растворов типа Т1Бе

№№ Состав Д>о «в эе, —— расч. Э=р ее, —— эксп. эе_ р

1. Т11п8е2 - 1 1

2. 1,3 0,81 0,82

3. Tl1.1Ino.9Se2 1,43 0,67 0,68

4. Т1Ше2 - 1 1

5. Tl1.gIno.2Se2 1,61 0,89 0,90

6. Tl1.6bo.4Se2 1,095 0,79 0,79

7. 1пОа5е2 - 1 1

8. ¡пСа^Т!,,.^ 2,65 0,996 0,91

9. йЮа^Т^дЗеи 1,995 0,926 0,88

10. ГпСаоУПозБег 1,75 0,908 0,81

11. 1пСаоД10/,8е2 1,60 0,894 0,73

12. ^Оа^Т^Зег 1,56 0,890 0,71

Исследовались коэффициент теплового расширения (КТР) в интервале (77-400) К. Установлено, что для всех исследованных фаз характерно при низких температурах наблюдается сильное увеличение КТР, а при высоких температурах КТР практически остается постоянным. КТР твердых растворов ТпТ^Са^е-г увеличивается с ростом содержания атомов галлия. Это объясняется тем, что по мере роста содержания атомов галлия металлическая доля химической связи и ангармоничности тепловых колебаний в твердых растворах уменьшается. Аномалий в изменении температурных зависимостей не наблюдали.

Аналогичные результаты были получены при исследовании темпера-

турной зависимости изотермической сжимаемости сплавов системы Т11п5е2-ЬЮа8е2.

Следующий параграф диссертации посвящен исследованию температурной зависимости теплоемкости кристаллов ЬШ^Оа^ез в интервале температур 4,2-300 К. Установлено, что в интервале 5-ИЖ зависимость СР(Т) ТПпБег кубическая (Ср=8.01-10"3Т3). Характеристическая температура Дебая, определенная из этой зависимости составила 0О=99±2К. Двумерная температура Дебая, вычисленная в рамках модели Лифшица, оказалась меньше 8„ (0о=9ОК). Это, по-видимому, связано с тем, что в Т11п8е2 анизотропия межатомного взаимодействия невелика и в этой связи для него не выполняются условия применимости вышеуказанной модели. По экспериментальным данным теплоемкости кристаллов 1пТ1,.хСа,Зе2 были вычислены тепловые параметры: энтропия, изменение энтальпии и приведенной свободной энергии Гиббса, температура Дебая, среднеквадратичные динамические смещения атомов, удельные теплоемкости при постоянном давлении и объеме исследованных кристаллов.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ

1. На основании рентгенофазового и комплексного физико-химического анализов установлено, что в системе ТИп8е2-1пСа8е2 при соотношении исходных компонентов 1:1 образуется конгруэнтно плавящееся при 1080 К четверное соединение Т11п20з8е4 и наблюдается широкая область растворимости на основе исходных фаз.

2. На основании термограммы процесса синтеза разработан соответствующий режим синтеза сплавов системы Т11п8е2-1пСа8е2 и установлено, что их образование носит стадийный характер.

3. Установлено, что исходные фазы ТИпБег, 1пСа8е2, новое соединение Т11п20а5е4 и твердые растворы на их основе кристаллизуются в одной и той же тетрагональной сингонии, имеют пространственную группу симмет-

рии 14/шсш и в областях растворимости параметры элементарных ячеек изменяются по закону аддитивности.

4. Исследованиями электропроводности сплавов системы TlInSe2-InGaSe2 в сильных электрических полях выявлено, что полученные результаты сильно отличаются по направлениям /100/ и /001/.

5. Исследованиями тензометрических и переключающих свойств кристаллов TlInSe2-InGaSe2 установлено, что они обладают высокими коэффициентами тензочувствительности и обладают переключающими свойствами.

6. На основе исследования температурной зависимости теплопроводности сплавов системы TlInSe2-InGaSe2 в интервале температур 77-600 К установлено, что основным механизмом рассеяния в них являются трехфо-нонные процессы.

7. Исследованиями температурных зависимостей КТР и изотермической сжимаемости сплавов системы TlInSe2-InGaSe2 установлено, что при частичном замещении атомов таллия атомами галлия в TlInSe2 коэффициенты теплового расширения и изотермической сжимаемости увеличивается.

8. Исследованиями температурной зависимости теплоемкости в широком интервале температур (4,2-300 К) установлены закономерности изменения тепловых и упругих параметров сплавов системы TlInSe2-InGaSe2 в зависимости от состава.

Публикации по теме диссертации:

1. Годжаев Э.М., Рустамов Ч.И., Алиева К.Т. Особенности элементов I1IB и VIB подгрупп и соединений на их основе. Депонированная статья № 1836 -Аз. от 14.06.1992.

2. Годжаев Э.М., Рустамов Ч.И., Сеидов М.М. Физические свойства твердых растворов системы TlInSe2-InGaSe2. Известия высших учебных заведений "Нефть и газ", г.Баку, Изд-во АГНА, № 2, 1993.

3. Годжаев Э.М., Рустамов Ч.И., Х.О.Садыгова. Тепловые свойства тройных и четверных фаз типа AIUBVI. Известия высших учебных

заведений "Нефть и газ", г.Баку, Изд-во АГНА, № 3, 1993.

4. Ахмедов A.A., Халилов С.Х., Рустамов Ч.И. Тепловое расширение тройных соединений TlEuS2(Se2, Те2). Материалы I Республиканской научной конференции "Актуальные проблемы физики". Тезисы докладов, Баку, Изд.-во "Чашыоглу", 1998, с.17-18.

5. Годжаев Э.М., Рустамов Ч.И. Рентгенографическое исследование и электрофизические свойства сплавов системы TlInSe2 - InGaSe2. ИФ АН Аз.Респ. Ж. "Физика", № 1, 1998 г.

6. Годжаев Э.М., Рустамов Ч.И. Особенности эффекта переключения

в сплавах систем TlInX2- InGaX2, где X - Se, Те. Ученые записки, т.1, Изд. АТУ, 1998, с.86.

X УЛ АСЭ

РУСТЭМОВ ЧИНКИЗ ИЗЗЭТ оглу "Т11пЗе2-1пСа5е2 системи бэрк мэйлулларынын истилик хассэлэри"

диссертаси]а иши Т11пЗе2-1пОаЗе2 системи кристалларынын гурулу-шуна, електрон, истилик вэ чевирмэ хассэлзринэ таллиум атомларынын галлиум атомлары ила тэдричэн эвэз олунмасыиынын тэ'сиринин тэдгигинэ Ьэср едилмишдир.

Эсас нэтичэлэр ашагыдакылардан ибарэтдир:

- ренткенографик ва комплекс физики-ким^эви анализлэрлэ муэ^эн едилмишдир ки, ТИпЗе2-1пОаЗе2 системиндэ илкин маддэлэрин нисбэти 1:1 олдугда 1080К-ДЭ конгруент эри]эн дардгат Т11п2СаЗе4 бирлэшмэси эмэла кэлир вэ ТИпБе-! эсасында кениш Ьэллолма областы мушаЬидэ едилир;

- синтез просесинин термограммалары эсасында Т11п5е2-1пОа5е2 системи кристалларында синтез режими ишлэнмишдир вэ муэ^эн едилмишдир ки, онун эмэла хэлмэси мэрЪэлэви характер дашьцыр;

- ашкар едилмишдир ки, Т11пЭе2) 1пОаЗе2, jeни бирлэшмэ вэ бунла-рын эсасында алынмыш бэрк мэЬлуллар е]ни тетрагонал сингоюуада кри-сталлашыр, 14/тст фаза симметр^а групуна маликдирлэр вэ бу кристал-ларын гэфэс сабитлэри Ьэллолма областында аддитив ганунла азалыр;

- кучлу електрик саЬэсиндэ Т11пЗе2-1пСаЗе2 системи кристалларынын електрик кечиричил^инин тэдгиги илэ муэ^эн едилмишдир ки, /100/ вэ /001/ истигамэтлэри учун алынан нэтичэлэр бир-бириндэн кэскин су-рэтдэ фэрглэнирлэр;

- Т11п8е2-1пСа5е2 кристалларынын волт-ампер вэ тензометрик хассэ-лэринин тэдгиги штичэсиндэ муэ^эн едилмишдир ки, бу кристаллар ¿уксэк тензоЬэссаслыг эмсалларына малик олуб, е]ни заманда ¿аддашлы чевиричи хассэ]э маликдирлэр;

- истилик кечиричшгецинин температурдан асылылыгынын тэдгиги натичасиндэ муэ^эн едилмишдир ки, ТПпЗе2-1пСаЗе2 системи бэрк мэЬлул-ларында истилик эсасэн гэфэс рэгслэри илэ ]"а,]ылыр;

- истидэн кенишлэнмэ вэ изотермик сыхылма эмсалларынын тэдгиги нэтичэсиндэ ашкар едилмишдир ки, Т11пЗе2 кристалында таллиум атомларынын тэдричэн галлиум атомлары илэ эвэз олунмасы заманы истидэн кенишлэнмэ вэ изотермик сыхылма эмсаллары артыр;

- Т11п8е2-1пОаЗе2 кристалларынын истилик тутумунун температурдан асылылыгынын (4,2-300)К интервальшда тэдгиги илэ истилик вэ еластиклик параметрлэринин дэ]*ишмэ ганунау^гунлуглары муэ^эн едилмишдир.

Диссертаси]а материаллары эсасында елми журналларьш сэЬифэлэ-риндэ б мэгалэ нэшр олунмушдур.

ABSTRACT RUSTAMOV CHINGIZ IZZET oglu The thermophysical properties of solid solutions of the TUnSe2-InGaSe2 system

The dissertation work is devoted to the investigation of the influence of partial substitution of thallium atoms with gallium ones on the structure, electronical, thermal and switching properties of the TlInSe2-InGaSe2 system crystals.

The basic results are as follows :

- the synthesis methodics for the solid solutions of the TlInSe2-InGaSe2 system is developed and TlInSe2 and TlIn2GaSe4 compounds and these compound-based solid solution monocrystals are grown by the zonal melting method;

- by means of rontgeaographic and complex physicochemical analyses it was found out that by the melting temperature of 1080 K in the system TlInSe2-InGaSe2 the quadruple TUn2GaSe4 compound is generated and TlInSe2-based solubility ranging from 0 up to 45 molar % is observed;

- by means of rontgenographic analyses it was found out that the researched crystals crystallise in the tetragonal syngony and relate to the I4/mcm space symmetry group.

- it was found out that when partial substitution of thallium atoms with gallium ones the width of prohibited zone in the TlInSe2 crystal increases, the lattice constants decrease according to the additive law, the thermal expansion and isothermal compression coefficients increase, and all these are explained by the change of the ratio between ion and covalent connections;

- it was found out that the mobility of electrical charge carriers in the researched crystals varies according to the n~TM dependency which proves that charge carriers are mainly dispersed by acoustic phonons;

- as a result of the research of the dependency of thermal conductivity on temperature it was found out that heat in the solid solution of the TlInSe2-InGaSe2 system is mainly transmitted by means of lattice vibrations.

- as a result of the research of the volt-ampere and tensometric properties of HInSe2-InGaSe2 crystals it was found out that these crystals have high tensosensitivity coefficients, and at the same time they have the property of «the switcher with memory».

Six articles bound up with the dissertation material were published in different scientific magazines of Azerbaijan Republic.