КИНЕТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В МОНОКРИСТАЛЛАХ (SnS)1-x(LnS)x Текст научной статьи по специальности «Физика»

Impact Factor: SJIF 2021 - 5.81 2022 - 5.94

ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ PHYSICAL AND MATHEMATICAL SCIENCES

УДК 541-67;863

КИНЕТИЧЕСКИЕ ЯВЛЕНИЯ В МОНОКРИСТАЛЛАХ (SnS)1-x(LnS)x

ГАСАНОВ ОКТАЙ МАИЛОВИЧ

доцент, доктор философии по физике, АДПУ, Баку, Азербайджан

АДГЕЗАЛОВА ХАТЫРЯ АГАКАРИМ КЫЗЫ,

доцент, доктор философии по физике, АДПУ, Баку, Азербайджан

ГУСЕЙНОВ ДЖАХАНГИР ИСЛАМ ОГЛЫ,

профессор, доктор физико-математических наук, АДПУ, Баку, Азербайджан

Аннотация. Рассмотрены различные кинетические явления, связанные с движением электронов и дырок в полупроводниках под действием электрического и магнитного полей. Были определены коэффициент Холла, электропроводность, подвижность свободных носителей заряда и термо э.д.с. монокристалловх (SnS)1-x(LnS)x

Ключевые слова: монокристаллы, термо э.д.с., электропроводность, подвижность, коэффициент Холла.

Физические величины, характеризующие полупроводник, можно разделить на несколько групп. К первой группе относятся величины, которые мало зависят от степени чистоты кристаллов, то есть от присутствия примесей, или от степени дефективности кристалла, если под дефектом понимать и примеси, и структурные дефекты, и вообще любые нарушения периодического поля в кристалле. Примерами величин, составляющих первую группу, является ширина запрещенной зоны, эффективные массы электронов и дырок, концентрация собственных носителей заряда, параметр решетки, решеточная теплопроводность и ряд других. Ко второй группе относятся такие величины, которые существенно зависят от концентрации и вида дефектов. К ним в первую очередь относятся концентрация самих дефектов, а затем зависимые о них величины: удельное сопротивление, подвижность электронов и дырок, время жизни неравновесных носителей заряда.

Коэффициент Холла монокристаллов (SnS)1-x(LnS)x исследовалось в широком интервале температур 100-900К.

Из сравнительного анализа хода температурной зависимости коэффициента Холла для сплавов (SnS)1-x(LnS)x и исходных веществ SnS видно, что, этот ход не зависит от температуры, оставаясь неизменной почти до температуры 300К. При повышении температур в примесной области коэффициент Холла резко возрастает. Описанные выше аномалии объясняются наличием ловушек для электронов в запрещенной зоне или образованием дополнительных акцепторов высоких температур. Увеличение в составе

исходного вещества SnS лантаноидов приводит к увеличению значения коэффициента Холла, то есть уменьшается концентрация носителей заряда.

При сравнительном анализе монокристаллов (SnS)1-x(LnS)x с исходным веществом SnS видно, что, температурный интервал, соответствующий примесной области, расширяется, то есть с увеличением РЗМ собственная область проводимости сдвигается в сторону более высоких температур 400-45-К.

В интервале температур от 100 до 300К коэффициент Холла имеет постоянное значение, что позволяет нам предполагать использование этих материалов как высокодобротных образцов в технике.

Измерения температурной зависимости электропроводности проводились в вакууме 10-3 мм.рт.ст. в интервале температур 100-900К. Обнаружена существенная анизотропия электропроводности всех исследуемых монокристаллов. В области низких температур (в области 300К) электропроводность монокристаллов слабо зависит от температуры. Причем в

ОФ "Международный научно-исследовательский центр "Endless Light in Science"

ФИЗИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ НАУКИ Impact Factor: SJIF 2021 - 5.81 PHYSICAL AND MATHEMATICAL SCIENCES

2022 - 5.94

этой области увеличение процентного содержания лантаноидов приводит к уменьшению электропроводности. Этот факт объясняется тем, что в нелегированных монокристаллах SnS имеется структурные вакансии с концентрацией 1016 см-3, создающие акцепторные центры,

определяющие тип проводимости материала. Увеличение концентрации примеси (до 0,2%) приводит к замещению этих вакансий лантаноидами, что ведет к уменьшению электропроводности.

Температурную зависимость электропроводности монокристаллов (SnS)1-x(LnS)x можно разделить на три участка, соответствующие различным механизмам переноса заряда.

1) При температуре Т>400К темновая проводимость характеризуется энергией активации Е=1,2 эВ. На этом участке электропроводность обусловлена переносом носителей, термически возбужденных из заполненных в валентной зоне по делокализованным состояниям в зоне проводимости. Поэтому столь сильную зависимость проводимости можно объяснить только увеличением концентрации носителей тока.

2) В области температур 300К<Т<400К практически все примеси ионизированы и концентрация носителей тока не зависит от температуры. Эта область температур, при котором имеет место полная ионизация примеси, носит название области истощения примеси.

3) При температурах Т<300К электропроводность является примесной и осуществляется за счет носителей термически возбужденных из локализованных состояний вблизи уровня Ферми по делокализованным состояниям в зоне проводимости.

ЛИТЕРАТУРА

1. Гасанов О.М., Адгезалова Х.А., Гусейнов Д.И Определение электрофизических параметров полупроводников // ENDLESS LIGHT IN SCIENCE МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНО-ПРАКТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ № 2. 5 FEBRUARY 2024 Almaty, KazakhstanecT. 301-303.

2. Гасанов О.М., Адгезалова Х.А., Гусейнов Д.И Инжекционные токи в монокристаллах (SnSVx(LnS)x // «ИННОВАЦИИ В НАУКЕ И ПРАКТИКЕ» Сборник научных статей по материалам XV Международной научно-практической конференции 11 июня 2024

г. Уфа ст. 32-37.

3. Гасанов О.М., Адгезалова Х.А., Гусейнов Д.И (SnSeVx(LnSe)x SISTEM ÖRINTILÖRI 0SASINDA TERMOREZISTORLA // МЕЖДУНАРОДНЫЙ НАУЧНЫЙ ЖУРНАЛ «ENDLESS LIGHT IN SCIENCE» NO 2. 7-15 JUNE 2024, Almaty, Kazakhstan/ ст. 30-34.

4. Гасанов О.М., Адгезалова Х.А., Механизм теплопроводности в сплавах SnSi-xNdxS "Fizikanin aktual problemlari" IV Respublika elmi konfrans Baki, 29-30 июнь 2006, ст. 29-30.

5. Гасанов О.М., Адгезалова Х.А., Гусейнов Д.И. Процессы теплопереноса в твердых растворах (SnSe^^LnSe^ //Журнал «Инновационные научные исследования», выпуск №1-2(3), январь 2021, г.Уфа. ст.14-24.

6. Гасанов О.М., Адгезалова Х.А., Гусейнов Д.И Зависимость теплопроводности от составе с сплаве (SnSe^^LnSe^ //Рецензируемый научный журнал «Тенденции развития науки и образования» Апрель 2021, №72, часть 2, Изд.НИЦ, «Л-журнал», ст. 152-155.

ОФ "Международный научно-исследовательский центр "Endless Light in Science"