ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электропроводность бинарных халькогенидных стекол из "Химия стеклообразных полупроводников" Электропроводность кристаллических и стеклообразных полупроводников определяется в первую очередь так называемым ближним порядком — симметрией электронного облака, валентными углами, межатомными расстояниями и др., т. е. природой сил химического взаимодействия между их атомами. [c.65] У стеклообразных полупроводников, образованных элементами 1У V, VI А групп периодической системы, связь между атомами преимущественно ковалентная. При замене компонентов в стекле их аналогами в периодической системе в соответствии с изменением характера химической связи наблюдается закономерное изменение электропроводности. [c.66] Результаты измерения плотности, микротвердости и температурной зависимости электропроводности стеклообразных сплавов, полученных при замене мышьяка на фосфор в трех-селениде и пентаселениде мышьяка, представлены на рис. 43 и в табл. 21 118]. [c.66] Плотность стекол понижается по мере замены мышьяка на фосфор. Микротвердость стекол составов Аз Я(1-д )5е1,5 при замещении мышьяка на фосфор снижается от 150 до 94кг1мм . У стекол составов Азд.Р(1-л )5е2.5 происходит некоторое увеличение микротвердости до состава Азо.5Ро 55е2.5 (от 97 до 130 кг/мм ). Дальнейшее увеличение содержания фосфора приводит к снижению микротвердости. Снижение микротвердости по мере увеличения содержания фосфора в стеклах связано, по-видимому, с большой гигроскопичностью селенидов фосфора по сравнению с селенидами мышьяка. Однака следует отметить, что процесс взаимодействия стекол с влагой воздуха ограничивается самыми верхними слоями, так как микротвердость стекол, измеренная через год повторно, в пределах погрешности измерений оставалась неизменной. [c.66] Цифры у прямых соответствуют номерам составов согласно табл. 21. [c.67] У составов, приведенных в табл. 22, наблюдается линейная зависимость —Igo—1/Т. Разброс значений проводимости, полученных на двух и более образцах различных пАавок, не превышает 0,2 порядка. В дальнейшем изложении для составов с линейной зависимостью —lg а—1/Т и удовлетворительной воспроизводимостью электропроводности на параллельных образцах будут приводиться лишь данные —lga2o° , и Igo Для составов с плохой воспроизводимостью электропроводности и с изломами на прямых Igo—1/Т будут приводиться и графические данные. [c.69] Из табл. 22 видно, что энергия эх, определенная по границе поглощения света, удовлетворительно согласуется с определенной по температурной зависимости электропроводности. Энергия е,р, определенная по кривым спектрального распределения внутреннего фотоэффекта, ниже энергии г и S,. Характер изменения при замене мышьяка на сурьму и висмут такой же, как TisMeHeHHH и s,. Происходит плавный сдвиг максимумов кривых спектрального распределения фоточувствительности в длинноволновую область. [c.69] Резкое снижение lg у стекла 2 связано, по-видимому, с образованием смешанных тригонально-слоисто-цепочечных структурных единиц. Ленточно-цепочечные структурные единицы АзЗз/г и SeSe2/2 могут обрываться в объеме стекла, создавая тупики для носителей тока. Образование таких радикалоподобных обрывов цепей с неспаренными электронами на концах обусловливает снижение энергии ионизации (е =1,5 эв). Преобладание структурных единиц АзЗз/г в стеклах 3 и 4 предопределяет отрицательное значение lg и энергию активации электропроводности 2 эв. [c.70] У стекол, содержащих теллур, стерический фактор не превышает единицы. Занижение значений Ig при замене селена на серу и сохранение сквозного характера проводимости при замене в стеклах селена на теллур подтверждает близкое пространственное (тригональное) строение структурных единиц АзЗез/2 и АзТез/2 в отличие от цепочечно-ленточных АзЗз/г. [c.70] Из приведенных в табл. 24 значений видно, что путем замены компонентов можно получить целый ряд стекол, проводимость которых изменяется непрерывно от 10 —К - до — 10 ом см - . Стекла с электронной проводимостью 10 — 10 1 oм м- и энергией 1—2 эв обладают полупроводниковыми свойствами. Стекла с проводимостью 10 — 10 ом- см и 8 , 2,5—3 эв принято считать диэлектриками. Таким образоМ, путем замены компонентов в стекле можно получить непрерывный переход от полупроводников к диэлектрикам, между которыми нет принципиальной разницы, а имеются лишь условные количественные различия по проводимости и ширине запрещенной зоны. Подбирая компоненты в стекле с учетом характера химической связи между их атомами, можно получить полупроводниковые стекла с заданными электрическими параметрами или стекла-диэлектрики с нужными изолирующими свойствами. [c.72] Величину и знак магнитной восприимчивости определяет в основном химическая природа твердого тела — элементарный состав и электронная структура взаимодействующих атомов. [c.72] У селенидов мышьяка и германия величина диамагнетизма Ланжевена остается практически постоянной по мере изменения состава стекол. Неизменность ланжевеновской компоненты магнитной восприимчивости у стекол этих систем обусловлена постоянством средних радиусов электронных орбиталей, поскольку германий, мышьяк и селен находятся в соседних группах четвертого периода системы элементов., В бинарной системе Аз—5 диамагнетизм Ланжевена линейно растет вследствие увеличения концентрации мышьяка, атомный радиус которого значительно больше атомного радиуса серы. [c.72] На рис. 44 [121] проведено сопоставление значерий парамагнитной составляющей х Д я стекол трех систем Аз—5е, Ое—Зе и Аз—3. Состав стекол выражен в атомных процентах мышьяка и германия. У всех исследованных стекол парамагнетизм Ван-Флека отличен от нуля и составляет 50% от диамагнетизма Ланжевена. Соотношение парамагнитной и диамагнитной составляющих является еще одним свидетельством того, что стекла систем Аз—Зе, Аз—3 и Ое—Зе являются ковалент-но-увязанными твердыми телами. [c.72] Халькогениды мышьяка взаимодействуют с галогенами с образованием соответствуюш,их трехкомпонентных стекол. В работах [123] указаны области стеклообразования и некоторые физико-химические свойства стекол в системах Аз—5—J и Аз—Te- J. [c.76] Ниже приводятся некоторые данные, характеризующие стекла системы Аз—Зе—Л [124]. Область стеклообразования приведена на рис. 8. [c.76] Введение иода в арсеноселенидные стекла приводит к значительному понижению их микротвердости и термической устойчивости (рис. 46, 47). При этом характер влияния иода существенно зависит от соотношения мышьяка и селена в стеклообразных сплавах. Как и в системе As—Se, в тройной системе наибольшей микротвердостью характеризовались сплавы, в которых Se/As =1,5. [c.77] Стекла системы As—Se—J легкоплавки. Температура размягчения стекол в зависимости от содержания иода изменяется в пределах 20—150° С. При введении в стеклообразные халькогениды мышьяка, брома и хлора получены жидкие стекла [123, 125]. Из зависимости Tg от соотношения мышьяка и селена в стеклах следует, что при содержании иода до - 8 ат. % наиболее термостойкими являются стекла, в которых Se/As=l,5. Увеличение содержания иода до 12 ат. % приводит к смещению максимума на кривой рис. 47 в сторону отношения Se/As = 1,0, и при содержании иода 20 ат. % наиболее термостойкими становятся стекла AsSeJj,. Стекла, обогащенные селеном, характеризуются более низкой термической устойчивостью, И при Se/As 4,0 термостойкость их мало меняется с возрастанием содержания селена, постепенно понижаясь по мере увеличения содержания иода. [c.78] Вернуться к основной статье