Навигация
6. Обговорення результатів
Згідно одержаних кристалоквазіхімічних рівнянь, що описують процеси нестехіометрії (4.2), (4.4) встановлено, що при відхилені від стехіометрії на боці кадмію одержуємо матеріал n-типу, а на боці телуру – p-типу.
Кисень згідно одержаного виразу (4.6) проявляє в телуриді кадмію акцепторні властивості з утворенням матеріалу p-типу.
Легування кристалів телуриду кадмію хлором дає можливість одержати матеріал p-типу із заміщенням тетраедричних вакансій телуру і вкоріненням хлору в ОП підгратки аніону або ТП підгратки металу. Механізм вкорінення хлору підтверджується співставленням іоного радіусу хлору (табл.8) з радіусом ОП підгратки аніону для в’юрциту (riо= 1,85 Å).
Таблиця8
Електронна конфігурація та радіуси кадмію, індію, хлору, телуру [10]
| Елементи | Електронна конфігурація | Радіуси, Å | ||||
| атомні | ковалентні | іонні | rT | rO | ||
| Cd | 4d103s2 | 1,71 | 1,48 | 0,99(2+) | 1,48 | 1,38 |
| Іn | 4d105s25p1 | 1,55 | 1,58 | 0,94(3+) | - | 1,65(I), 1,27(III) |
| Cl2 | 3s23p5 | 1,00 | 0,99 | 1,67(-) | 1,06 | - |
| Те | 4d105s25p4 | 1,42 | 1,36 | 2,11(2-) | 1,34 | 1,64 |
Імовірним є те, що хлор буде вкорінюватися і в ТП підгратки металу двох структур (riт=1,8163 Å, riт=1,503 Å) де він може проявляти донорну дію. Радіуси ОП і ТП наведені в табл. 7.
При легуванні телуриду кадмію індієм одержують матеріал n-типу як за механізмом заміщення так і вкорінення. Вкорінюється In3+ (rIn3+=0,94 Å) при порівняні з радіусами ОП і ТП аналогічно хлору.
Розглянуті механізми утворення твердих розчинів з ізовалентним заміщенням (5.2) і гетеровалентним заміщенням (5.4) вказують на можливість заміщення вакансій металу досліджуваної матриці елементами Zn і К з утворенням матеріалів p- і n-типів.
Висновки
Згідно одержаних кристалоквазіхімічних механізмів процесів не стехіометрії, легування, утворення твердих розчинів в телуриді кадмію встановлено:
1. При процесах нестехіометрії на боці кадмію одержуємо матеріал n-типу провідності, на боці телуру – р-типу.
2. Адсорбція кисню на поверхні CdTe приводить до заміщення вакансій телуру киснем з утворенням матеріалу р-типу.
3. Легування CdTe хлором і індієм проходить за двома механізмами заміщення і вкорінення, що дає можливість одержати матеріал р-типу при легуванні хлором та n-типу при легуванні індієм, як за механізмом заміщення так і вкорінення.
4. При утворені твердих розчинів CdTe-ZnTe, CdTe-K2Te одержують матеріал р-типу з ізовалентним заміщенням і n-типу з гетеровалентним заміщенням.
Література
1. А. Верма, П. Кришка. Полиморфизм и политипизм в кристаллах. «Мир». М., 1969.
2. Физика и химия соединений АIIBVI. «Мир». М., 1970.
3. Г.М. Попов., И.И. Шафрановский. Кристаллография. М., «Высшая школа», 1972.
4. М.Дж. Бюргер. Фазовые переходы // Кристаллография.Том 16, в.6, 1971, с.1084.
5. К.В. Шалимова, В.А. Дмитриев. Изменение типа стабильной структуры в ряду соединений АIIBVI // Кристаллография, Том 17, в.3, 1972, с.541.
6. Л. Паулинг. Природа химической связи. М. – Л., 1947.
7. J.S. Park, F.I. Chan, J.Appl. Phys, 36, 800,1965.
8. G.F. Neumark. Phus. Rev., 125.838,1962.
9. O. Brafman, G. Schachar, I.T. Steinberger. J.Appl. Phys. 36.668,1965.
10. C.А. Семилетова. Тетраедрические и октаедрические ковалентные радиусы // Кристаллография. Том 21, в.4, 1976, с.752-754.
11. Д.М. Фреїк, В.В. Прокопів, У.М. Писклинець, І.М. Ліщинський. Вплив технологічних факторів і легуючої домішки індію на дефектну систему і тип провідності у телуриді кадмію // Фізика і хімія твердого тіла Т.3. №1 (2002) с. 526-530.
12. В.Й. Фистуль. Примеси переходных металлов в полупроводниках – М.: Металлургия, 1983, с.192.
13. F.V. Wald. Application of CdTe. A Review // Rev Phys. Appl. 12 (12). P.277-290 (1977).
14. G.C. Morris, S.K. Das, P.G. Tanner. Some Factors Aftecting Efficiencies of n-CdS/p-CdTe Thin Film Solar Cells // j. Cryst. Growth. 117. P.929-934 (1992).
15. S. Seto, A. Tanaka, Y. Mosa, M. Kawashima. Clorine – Related Photoluminescence Lines in High-Resistivitg Cl-Doped CdTe // j. Cryst. Growth. 117. P.271-275 (1992).
16. С.А. Медведев, С.Н. Максимовский, К.В. Киселева, Ю.В. Клевков, Н.Н. Сентгорина. О природе точечных дефектов в нелегированом СdTe // Изв. АН СССР. Неорганические материалы, IX (3), сс. 356-360 (1973).
17. О.Э. Панчук, П.И. Фейчук, Л.П. Щербак, П.М. Фочук, Р.Ф. Бойчук. Распределение Ga в CdTe // Изв. АН СССР. Неорганические материалы, 21 (7), сс.1118-1120 (1985).
18. С.С. Лисняк. Кристаллоквазихимическая модель исследований в химии твердого тела // Изв. АН СССР. Неорганические материалы, 29 (9), сс.1913-1917 (1992).
19. В.Г. Яковлева. Структура и свойства соединений АIIВVI. - В сб.: Современное состояние аналитической химии полупроводниковых соединений типа АIIВVI (Тр. Моск. ин-та стали и сплавов). М.: Изд. МИСиС, с. 151 (1983).
20. Н.Х. Абрикосов, В.Ф. Банкина, Л.В Порецкая, Е. В. Скуднова, С.Н. Чижевская. Полупроводниковые халькогениды и сплавы на их основе. М., Наука, с.220 (1975).
21. В.В. Матлак, М.И. Илащук, О.А. Парфенюк, П.А. Павлин, А.В. Савицкий. Електропроводность полуизолирующего СdTe // Физика и техника полупроводников, 16 (10), сс.89-92 (1982).
22. К. Руманс. Структурные исследования некоторых окислов и других халькогенидов при нормальных и высоких давлениях. М.: Мир, (1969).
23. Д.В. Корбутяк, С.В. Мельничук, П.М. Ткачук. Домішково-дефектна структура CdTe:Cl – матеріалу для детекторів іонізуючого випромінювання // Укр. Фіз. Журн., 44 (6), сс.730-737 (1999).
Похожие работы
... (11) 3.4 Аналіз результатів дослідження Експериментальні результати [4-6], які визначають залежність типу провідності легованих CdCl2 кристалів телуриду кадмію від значення парціальних тисків компонентів, із врахуванням кристалохімічної (рис. 1, 2) і кристалоквазіхімічної (1) – (11) моделей можна пояснити наступними чином. Початково синтезовані кристали CdTe, які мають р-тип ровідності [4], ...
0 комментариев