Please use this identifier to cite or link to this item: http://ena.lp.edu.ua:8080/handle/ntb/24602
Title: Модифікування параметрів кристалів PbTe малими (до 0.5 ат.%) дозами Eu для елементів електронної техніки
Other Titles: Модификация параметров кристаллов PbTe малыми (до 0.5 ат.%) дозами Eu для элементов электронной техники
Modifying parameters of PbTe crystal by small (up to 0.5 at.%) doses of Eu for electronic equipment elements
Authors: Ільїна, Олена Сергіївна
Bibliographic description (Ukraine): Ільїна О. С. Модифікування параметрів кристалів PbTe малими (до 0.5 ат.%) дозами Eu для елементів електронної техніки : автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук : 01.04.07 – фізика твердого тіла (технічні науки) / Олена Сергіївна Ільїна ; Національний університет "Львівська політехніка". - Львів, 2014. - 22 с.
Issue Date: 2014
Publisher: Національний університет "Львівська політехніка"
Keywords: телурид свинцю
Європій
сегрегація
намагніченість
магнітна сприйнятливість
власні дефекти
надпровідність
теллурид свинца
Европий
сегрегация
намагниченность
магнитная восприимчивость
собственные дефекты
сверхпроводимость
Lead Telluride
Europium
segregation
magnetization
magnetic susceptibility
native defects
superconductivity
Abstract: Дисертація присвячена дослідженню закономірностей формування параметрів напівпровідникових кристалів PbTe малими дозами рідкісноземельного елементу Європію. Встановлено, що характер модифікування магнітних властивостей досліджуваних кристалів PbTe:Eu залежить від початкової концентрації домішки в розплаві. Виявлено, що як поздовжні, так і поперчені розподіли легуючої домішки Eu в кристалах PbTe:Eu суттєво немонотонні. Запропоновано і модельними розрахунками обґрунтовано механізм формування немонотонних розподілів Eu у кристалах PbTe:Eu як результат суперпозиції двох різних механізмів його входження з рідкої в тверду фазу − атомарно, з коефіцієнтом сегрегації, більшим за одиницю, що збільшується при зменшенні концентрації домішки в розплаві, та в складі дрібних комплексів з Киснем, з коефіцієнтом сегрегації, меншим за одиницю. Встановлено, що відносний вклад одиночних центрів та дрібних комплексів Eu у формування магнітних властивостей досліджуваних кристалів PbTe:Eu є різним для об’єму і поверхні легованих зливків і протилежним для випадків низької і високої початкової концентрації домішки в розплаві. Виявлено формування надпровідних включень у поверхневих шарах кристалів PbTe, вирощуваних з розплаву. Виявлена надпровідність поверхневих шарів кристалів PbTe пояснена впливом включень на основі Свинцю, які мають властивості так званих надпровідників ІІІ роду. Диссертация посвящена исследованию закономерностей формирования параметров полупроводниковых кристаллов PbTe малыми дозами редкоземельного элемента Европия. Установлено, что характер модифицирования магнитных свойств исследуемых кристаллов PbTe:Eu зависит от начальной концентрации легирующей примеси в расплаве. Обнаружено, что как продольные, так и поперечные распределения легирующей примеси Eu в кристаллах PbTe:Eu, являются существенно немонотонными. Предложен и модельными расчётами обоснован механизм формирования немонотонных распределений Eu в кристаллах PbTe:Eu. Подобные распределения являются результатом суперпозиции двух разных механизмов вхождения Европия из жидкой в твёрдую фазу − атомарно, с превышающим единицу и увеличивающимся при уменьшении концентрации примеси в расплаве коэффициентом сегрегации, и в составе мелких комплексов с Кислородом, с коэффициентом сегрегации, меньшим единицы. Установлено, что относительный вклад одиночных центров и мелких комплексов Eu в формирование магнитных свойств исследуемых кристаллов PbTe:Eu отличается для объёма и поверхности легированных слитков и обратным для случаев низкой и высокой начальной концентрации примеси в расплаве. Обнаружено формирование сверхпроводимости поверхностных слоёв кристаллов PbTe, выращиваемых из расплавов. Обнаруженная сверхпроводимость поверхностных слоёв кристаллов PbTe объясняется влиянием включений на основе Свинца, обладающих свойствами, так называемых, сверхпроводников ІІІ рода. This thesis deals with studying the regularity of modifying parameters of the semiconductor Lead Telluride crystals by small doses of the rare earth impurity of Europium, on the basis of which were demonstrated the possibilities of the direct modifying the physical properties of the semiconductor crystals by using the doping impurities of the chemical elements with the vividly exhibited magnetic and getter properties. There were experimentally studied the longitudinal and transversal distributions of the Europium impurity in the crystals of Lead Telluride that were grown by Bridgman method, from the melts doped by small doses of impurity, the magnetic properties of the volume and the surface of the doped crystals, as well as the analysis and the theoretical processing of the results of the experimental investigations were executed. It has been proved that with the small doses of the doping by the Europium impurity the character of the modification of the magnetic properties of the Lead Telluride crystals grown from the doped melts is drastically dependent on the initial concentration of the impurity in the melt. When the latter is at the level of 1020 сm-3, the impurity enters the volume of the doped ingot modifying the magnetic parameters of its initial part of about 2/3 of its length. When the initial concentration of the doping impurity in the melt descends to the level of 1019 сm-3, the impurity is being pushed out onto the surface of the doped ingot modifying the magnetic properties of the surface crystal layers only. It has been ascertained that not only the longitudinal (with the Europium concentration at the level of 1020 сm-3), but also the transversal (with the Europium concentration at the level of 1019 сm-3) distributions of the doping impurity in the typical doped ingot of PbTe:Eu are essentially non-monotonic and look like the curve of the concentration dependence of the doping impurity on the coordinate with the vividly exhibited maximum. The possible mechanism of forming non-monotonic distributions of the doping Europium impurity as caused by superposition of two different mechanisms of its entry into crystal from the doped melt has been suggested and for the first time substantiated by model calculations. One of them is the entry of single Europium atoms with segregation coefficient more than unity, which strongly depends on the impurity concentration in the melt and increases when this concentration decreases. The other one is the entry of Europium as a constituent of complexes with Oxygen, which are formed at the solid-liquid interface in front of crystallization. When entering the solid phase, these complexes behave as impurity with segregation coefficient less than unity. It has been ascertained that the relative contribution of the single Europium centers and its small complexes into the formation of the magnetic properties of the doped by small doses of Eu impurity PbTe:Eu crystals is different for the volume and surface of the doped ingot and contrary to the cases of low and high initial concentration of Nint(Eu) in the melt. For the high concentration of Eu (1020 сm-3), when the doping impurity enters the volume of crystal the probability of forming the complexes is maximal at the beginning of ingot and decreases towards its end. For the low initial concentration of Eu (1019 сm-3), when the doping impurity is pushed out on to the surface of crystal, the probability of forming impurity complexes is minimal at the beginning of the doped ingot and increases towards its end. There has been discovered the forming of the superconducting inclusions in the surface layers of the Lead Telluride crystals grown from the melts. It has been exhibited that in the case when PbTe:Eu crystals grown from the melts with the low initial impurity concentration (1019 сm-3 ), ever all dopant is pushed out on to the surface of the crystals in the process of growth, the probability of forming the superconducting inclusions in the surface layers increases towards the end of the doped ingot. There have been proved the correlations in the forming of the superconducting inclusions and small magnetic complexes in the surface layers of such crystals that are exhibited in their correlated distribution along the lateral surface doped ingot. It was revealed that the forming of the inclusions, which pass into a superconducting state while being cooled, sufficiently magnifies field dependencies of magnetization of the surface layers of PbTe:Eu crystals in the weak magnetic fields as well as essentially enlarges their total magnetic susceptibility as far as the inversion of its sign. The revealed superconductivity of the surface layers of the PbTe crystals can be explained by the influence of the inclusions based on Lead that are formed in the surface layers of the ingots in the process of growth, pass into the superconductive state while cooled and have the properties of the so-called superconductors ІІІ type that is of the superconductor ІІ type and normal phase mixture.
URI: http://ena.lp.edu.ua:8080/handle/ntb/24602
Content type: Autoreferat
Appears in Collections:Автореферати та дисертаційні роботи

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
avt_Ilyina.pdf904,76 kBAdobe PDFView/Open


Items in DSpace are protected by copyright, with all rights reserved, unless otherwise indicated.