CC BY
43
KiMYA PROBLEML9RÍ № 1 2G15
1G1
UOT 548.73; 546.815
(La2Se3)x(PbSe)1-x (x<G.G5) B9RK M9HLULLARININ XASS9L9RÍNÍN T9DQÍQÍ
G.G.Çafaqatova, 9.Y.imanov
Azarbaycan Dövlat Pedaqoji Universiteti AZ1001 Bah, Ü.Hadbayov kûç.,34; e-mail: [email protected]
(La2Se3)x(PbSe)1-x (x<0.05) bark mahlullarmm fiziki-kimyavi va elektrik xassalari tadqiq edil-miçdir. Müayyan edilmiçdir ki, La2Se3-in miqdan artdlqca (La2Se3)x(PbSe)1-x bark mahlullarmm elementar qafasinin hacmi azahr. Hamin bark mahlullar avazetma tipi üzra amala galir va yarmkeçiricidirlar.
Açar sözfor: bark mahlul, fiziki-kimyavi analiz, yarmkeçirici.
AivBvi tipli xalkogenidlari nadir torpaq elementlarin xalkogenidlari ila legirlamakla yüksak keyfiyyatli termoelektik material almaq mümkündür [1].
La-Pb-Se ûçlû sisteminda La2Se3-PbSe va LaSe-PbSe kasiklari öyranilmi§ va bark mahlul sahalari alindigi müayyan edilmiçdir [2 ,3].
Th3P4 tipli kub sinqoniyasinda kristal-laçan 2G23K temperaturda ariyan La2Se3 birlaçmasinin piknometrik sixligi 6.19 q/sm3, mikrobarkliyi isa 318G mPa [4]. La2Se3 yarimkeçirici xassaya malik olub qadagan olunmuç zonanin eni 1.65 eV, p-
tip keçiricidir [5]. PbSe 1353 K temperaturda ariyan va NaCI tipli kub qafasda kristallaçan maddadir. Onun qafas parametri a= 6.128 Ag, piknometrik sixligi 8.15 q/sm3, mikrobarkliyi isa 6GG mPa barabardir. PbSe nümunasi ham n-, ham da p-tip keçiricilik göstairir. Yük daçiyicilarin qatiliginin (2-4)x1G18 sm3 stexiometriyadan kanara çixmasi keçiriciliyin tipini tayin edir. PbSe-in qadagan olunmuç zonasinin eni G.29 eV barabardir [6].
Taqdim olunan i§in asas maqsadi (La2Se3)x(PbSe)1-x (x<5) bark mahlullarinin fiziki-kimyavi xassalarinin va elektrik keçiriciliyinin tadqiqindan ibaratdir.
T9CRUBI Hisse
Tadqiq olunan nümunalar havasi qovulmuç kvars ampulada La + Pb +Se çixtasindan istifada etmakla sintez olun-muçdur. PbSe da daxil olmaqla 6 arinti sintez edilmiçdir.
Nümunalarin sintez metodu qurguçun selenidin sintez üsulundan prinsipca farqlanmir. Sintezin maqsadindan asili olaraq nümunalar arima temperaturunda dondurulmuç va ya otaq temperaturuna kimi tadrican soyudulmuçdur. Tarazligin yaranmasina kifayat edan homogenlaçma müddati tacrübi yolla nümunalarin faza tarkiblarina va mikroquruluçuna nazarat etmakla tayin
olunmuçdur. Alinan six, bütöv polikristallar havasi qovulmuç (1.33*1G"2 Pa ) kvars ampulada 77G-825 K temperaturda 28G saat müddatinda homogenlaçdirilmiçdir.
Sintez edilmiç arintilar metal parlaqli, açiq boz rangli kristallik maddalar olub quru havanin va üzvi halledicilarin tasirina qarçi davamlidirlra, lakin turçu va qalavilarla qarçiliqli tasirda olurlar. Rentgenfaza, mikroquruluç analizi etmakla, mikrobarkliyi, piknometrik sixliigi, elektrik xassalarini ôlçmakla arintilarin fiziki- kimyavi va elektrik xassalari tadqiq edilmiçdir.
102 IIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIIHHtttiG.G.gaFAQaTOVA, 9.Y.ÍMANOV
ALINAN N0TIC0L9RIN MUZAKIR0SI
Rentgenfaza analiz vasitasila müayyan edilmi§dir ki, (La2Se3)x (PbSe)i-x(x< 0.05) bark mahlullari kub sinqoniyasinda kristalla§irlar. Rentgenoqramlar asasinda onlarin qafas parametrlari hesablanmi§ va natica cadvalda verilmi§dir. Cadvaldan görünür ki, bark mahlullarin tarkibinda La2Se3-in miqdari artdiqca elementar qafasin hacmi va qafas parametri (a) azalir. Qafas parametrinin ki^lmasi ion radiusu böyük olan (r=1.26 A0) Pb2+ ionunun ion radiusu nisbatan ki9ik olan (r =1.061 A0) La3+ ionu ila avaz olunmasinin naticasidir. Elementar qafasdaki
(La2Se3)0.02(PbSe)0.98 va
(La2Se3)003(PbSe)0.97 bark mahlullarin elektrofiziki xassalarini tadqiq etmak ü9ün hamin arintilar yenidan sintez edilmi§ va xüsusi handasi (paralelopiped) formaya salinaraq tadqiq edilmi§dir. örintilarin elektrik ke?iriciliyini va termo.-e.h.q.-ni öl9makla arintilarda ke?iriciliyin xarakteri, yük da§iyicilarin paylanma mexanizmi müayyan edilmi§dir. Tadqiqatin naticasi §akil 1,2 -da verilmi§dir.
Elektrik ke?iriciliyin temperaturun tars qiymatindan asililiq qrafikini (§akil 1) 300-400K a§agi temperaturlu va 500-800K yüksak temperaturlu iki sahaya ayirmaq olar.
Har iki nümunanin o = f(103/T) ayrisinin a§agi temperaturlu va yüksak temperaturlu düzxatli sahasi ü9ün carayan
molekullarin sayinin (z=4) sabit qalmasi va kristal qafasin sixilmasi (La2Se3)x(PbSe) 1-x (x<0,05 ) bark mahlulun avazetma tipli oldugunu müayyan edir.
Mikrobarklik analizin naticasi göstarir ki, bark mahlul sahasinda mikrobarklik 600 mPa-dan (PbSe ü9ün) 750-mPa qadar (x= 0.05ü9ün ) artir. Bark mahlulda La2Se3-in miqdari artdiqca piknometrik sixligin tadrican azalmasi mü§ahida edilir. Bu hal La2Se3 -in sixliginin PbSe -in sixligindan az olmasi ila izah edilir. Bark mahlullarin sixligi va mikrobarkliyi cadvalda verilmi§dir.
da§iyicilarin termiki aktivla§ma enerjisi hesablanmi§ va alinan naticalar cadvalda verilmi§dir. Carayan da§iyicilarin aktivla§ma enerjisi 300-400K temperatur intervalinda a§qar ke9iricilik (AEa), 500-800K intervalinda isa maxsusi ke9iricilik (AEg) sahasina uygundur.
Cadvaldan görünür ki, La2Se3-in miqdari artdiqca AEg-nin qiymati da yüksalir. AEg-nin bela dayi§masi La2Se3-in qadagan olunmu§ zonasinin eni (1.65 eV) PbSe -in qadagan olunmu§ zonasinin enindan (0.29 eV ) böyük olmasi ila, ham9inin PbSe birla§masina nisbatan arintilarda kimyavi alaqa enerjisinin dayi§masi (artmasi) ila izah etmak olar. Eyni zamanda, AEg-nin qiymatinin bela dayi§masi avazetma tipli bark mahlullar ü9ün daha xarakterikdir.
Cadval. (La2Se3)x
PbSe )1-x bark mahlullarin fiziki
kimyavi va elektrik xassalari.
Tarkib a, A0 V, A3 d pikn., q/sm3 H, mPa AEa, eV AEg, eV
PbSe 6.128 230.1 8.15 600 0.29
(La2Se3)0,01(PbSe)0,99 6.125 229.8 8.13 640
(La2Se3)0,02(PbSe)o,98 6.122 229.5 8.10 670 0.05 0.45
(La2Se3)0,03(PbSe)0,97 6.120 229.2 8.08 700 0.08 0.50
(La2Se3)0,04(PbSe)0,96 6.117 228.9 8.03 730
(La2Se3)0,05(PbSe)0,95 6.115 228.6 8.00 750
(La2Se3)x(PbSe)1-x(x<5) B9RK M9HLULLARININ
§akil1. (La2Se3)x (PbSe)i-x bark mahlullarinin termo-e.h.q.-nin temperaturdan asililigi: 1 - x=0.02; 2 -x=0.03.
«itv/к
§akil2. (La2Se3)x (PbSe)1-x bark mahlullarinin elektrik ke9iriciliyinin temperaturdan asililigi: 1- x= 0.02; 2 - x=0.03.
Termo-e.h.q.-nin temperaturdan asililiq qrafikindan (§akil 2) görünür ki, temperatur artdiqca har iki nümunada termo.-e.h.q. da artir va 680-720K intervalinda maksimum qiymat alir, sonra isa tadrican azalir. Termo.-e.h.q.-nin bela gedi§i temperaturla alaqadar carayan da§iyicilari qatiliginin dayi§masidir. Z = a2o düsturu ila arintilarin termoelektrik
gücü hesablanmi§ va müayyan edilmi§dir ki, PbSe birla§masina nisbatan bark mahlul nümunalarinin termoelektrik gücü daha yüksakdir.
Belalikla, tadqiq olunan (La2Se3)0,02 (PbSe)0,98 va (La2Se3)0,03(Pbse)0,97 tarkibli bark mahlullar p-tip ke9irici olub, 500 ^ 850 K temperatur intervalinda yüksak termoelektrik xassaya malikdirlar.
0D0BÍYYAT
1. Шафагатова Г.Г., Алиджанов М.А. Новые термоэлектрические материалы на основе селенида свинца. Тезисы Док. Межгосударственного семинара «Термоэлектрики и их применения» РАН ФТИ им.Иоффе, Санкт-Петербург, 19-20 ноября 1996.
Shafagatova G.G., Alidzhanov M.A. Novye termojelektricheskie materialy na osnove selenida svinca. Tezisy Dok. Mezhgosudarstvennogo seminara «Termo- elektriki i ih primenenija» RAN FTI im.Ioffe, Sankt -Peterburg, 19-20 nojabrja 1996.
2. Насибов И.О., Султанов Т.И., Шафагатова Г.Г., Абилов Ч.И. Исследование физических свойств образцов системы La2Se3-PbSe. // Изв. АН СССР. Неорганические материалы 1987, т.23, № 3, с.403-405.
Nasibov I.O., Sultanov T.I., Shafagatova G.G., Abilov Ch.I. Issledovanie fizicheskih svojstv obrazcov sistemy La2Se3-PbSe. // Izv. AN SSSR. Neorganicheskie materialy 1987, t.23, № 3, s.403-405.
3. §dfaqdtova G.G., Vdliyev V.Q., ibrahimov Y.N. LaSe-PbSe sisteminin tddqiqi vd alinan yeni fazalarin bdzi elektrofiziki xassdhri. // Kimya Problembri. 2005. №2, s. 175-177.
4. Ярембаш Е.И., Елисеев А.А. Халькогениды РЗЭ. М.:Наука,1975, 258 с. Jarembash E.I., Eliseev A.A. Halkogenidy RZE. M.:Nauka,1975, 258 s.
5. Прибыльская Н.Ю., Елисеев А.А. и др. Области гомогенности селенидов РЗЭ со стуктурой Th3P4. // Ж.Неорган.химии, 1984, т.29, вып.3, с.782-784.
104
G.G.Ç9FAQ9TOVA, 9.Y.ÎMANOV#
Pribylskaja N.Ju., Eliseev A.A. i dr. Oblasti gomogennosti selenidov RZJe so stukturoj Th3P4. //Zh.Neorgan.himii, 1984, t.29, vyp.3, s.782 - 784. 7. Шемилова Л.Е., Томащик В.Н. и др. Диаграммы состояния в полупроводниковом материаловедении (системы на
основе халькогенидов Si,Ge,Sn, Pb). Справочник, М.:Наука, 1991, 360 с. Shemilova L.E., Tomashhik V.N. i dr. Diagrammy sostojanija v poluprovodnikovom material ovedenii (sistemy na osnove halkogenidov Si,Ge,Sn, Pb). Spravochnik, M.:Nauka, 1991, 360 s.
ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ (La2Ses)x(PbSe)1.x (x<0.05)
Г.Г.Шафагатова, А.Ю.Иманов
Азербайджанский государственный педагогический университет AZ1001 Баку, ул.У.Гаджибекова, 34; e-mail: [email protected]
Изучены физико-химические и электрические свойства твердых растворов (La2Se3)x(PbSe)1-x. Определено, что с повышением содержания La2Se3 обьем элементарной ячейки твердых растворов (La2Se3)x(PbSe)1-x уменьшается. Данные твердые растворы образуются по типу замещения и являются полупроводниками. Ключевые слова: твердый раствор, физико-химический анализ, полупроводник.
RESEARCH INTO PROPERTiES OF SOLiD SOLUTiONS ( La2Se3)x(PbSe)1_x (x<0.05)
G.G.Shafaqatova, A.Y.imanov
Azerbaijan State Pedagogical University 34 Hajibeyov str., Baku AZ1001; e-mail: [email protected]
Physical- chemical and electrical properties of solid solutions (La2Se3)x(PbSe)1-x(x<0.05) have been examined. It found that the volume of elementary cells of solid solutions (La2Se3)x(PbSe)1-x reduced as the La2Se3 content rose. The solid solutions are formed by type of substitution and are semiconductors.
Keywords: solid solution, physical-chemical analysis, semiconductors.
Redaksiyaya daxil olub 21.12.2014.
