Получение, кристаллические структуры и кристаллохимия некоторых двойных и тройных полупроводниковых соединений с октаэдрической координацией Агаев, Кахраман Абдулла оглы

Введение к работе

Актуальность реботк. Развитие современной иаугп :і техники,появление нопкх отраслей промышленности, связанных с полупроводниковыми материалами, постоянно стимуллруэт поиски нових сложных материалов с широким спектром Физических- и ^изико-химичоеких свойств. Разработки ;.-етодок получения :; структурное исследование монокристал лов и тонких кристаллических пленок кслугнозодников являются восьма цснигми для развития электроники. Пленочная электроника представ ллот собой ^перспективную отрасль электроники, вкляча'ллун р себя изучение злсгтроїшііх процессор і; тонких металлических, днэлсктриче ских и полупросодннковых плойках ''. создание на их основе плспочітл актіша'Х і: пассивп-'.х элементов и построение микроминиатюрных кнте-гралып'х электронных схем. Б ото:: отрасли электроники основную роль играют тонкие пленки и граница раздела материалов с различными злек-троїизнчоскігмн, химическими, механическими и другими свойствами.

Пом::мо тонкоплекочного аспекта полупроводников наиболее гаяні'к ЯРЛТ7ГОЯ г)лсктроногр'1-^г1тчес!'не исследования структури и кркстал-лохнмичеснип аналіз paceir"рогатая структур халькогенпдов различных металлов.

В последние года больное внимание удаляется вопросам кристаллохимии полупроводников. Это связано, во-первых, с проведением по-ИСК0П1Х работ, направленнях на получение новых полупроводниковых соединении с нухнымн сгопствамн и, во-вторых, необходимостью пра -рильного понимания и предсказания .'нзических и химических свойств полупроводниковых соединении.

Теория тгердого тела и, р частности, теория полупроводников; в .
ее нынешнем гиде не в состоянии предсказать свойств тех или иных
веществ, н поэтому ле может служіть оспороіі для поиска новых соеди
нен;;:'! с заданннмк свойствами. Считаем, что основоіі для синтеза ма
териалов с заданными свойствами, в частности неорганических, мояет
служить структурно-хпмпческиіі подход к поиску и- уточнению элсмен-
тов направленного синтеза, гнтекаюдий из реальных расшифрованных
структур методами электронографии и рентгенографии. Зтот подход та
ит в себе большие возможности для выяснения механизма процессов
кристаллизации и перекристаллизации сложных соединений и их состав
лягодх. " ,

Цель работы создаїше структурно-генетической основы синтеза двоі'їнкх и тройных полупроЕодігакоЕьк соединений с октаэдрической ко ординапиек, !к кристаллохимическая классификация и поиск корреля-

ции между структурой, составом и свойствами раннее известных и но-
еых фаз. ^:

Для этого были поставлены следущие задачи:

1. Изучение условий синтеза соединений типа A_nX_m , A_aB_mX_p и перекристаллизации поликристаллических образцов е тонкие ориентированные пленки; определение оптимального режима'получения монокри -сталлов.

2. Определение структуры некоторых двойных и тройных халько -генидов с общей формуло" А_а ВщИ А„ В_тХ_р .

3. Кристаллохимический анализ расшифрованных структур соединений с общей формулой РЬ_а( &L .5Ь)_2пг ^зт + и

4. Изучение электрических, Фотоэлектрических и других свойств полученных фаз п определение возмонности их практического использования; установление зависимости мег.'.у степенью замещения различных катионов и физическими свойствами твердых раотЕоров состава Ttjln^-Se,,

Научная новизна ргботы: .-- Епервые показана возможность получения тонких пленок двойных и тройных полупроводниковых соединений с общими формулами A_R X_m, A_n B_mXp в монокристаллітаєском и текстурироЕанном виде;

методами электронограс'чгческого и рентгенографического анализов впервые расшифрованы кристаллические структуры' более 30 двойных и тройных халькогенидов. Определены и уточнены типы расшифрованных кристаллических структур,и характер химической связи, проведена их классификация с учетом координации и плотнеГших упаковок атомов;

дан принципиальный кристаллохиміческий анализ трой..їх полупроводниковых соединений типа АВ₂Х₄, АВ4Х7 и A₂BgX₅ с октаэдрической координацией атомов. Определены их структурные типы и установлено, что они отличатся друг от друга по степени заполнения октаэдриче-ских пустот;

вскрыта кристаллохимическая закономерность в строении полупроводников с общей формулой Pb_a ( Bl , Sb )_ш S 3tn +ti ' Виявлено, что большой класс висмутитов и стибнитор. свинца 'или FS3 образуют стибнитопсдобные типы, в структурах которых выявлены явления лоли-соматизма. Это может быть использовано для прогнозирования новых соединений в халькогенидных системах и их направленного синтеза с заданной структурой и свойствами;

установлена корреляция между степенями обмена различных катионов и физическими свойствами твердых растворов составаTljla^jSj .

'Практическая ценность. Данные об'условиях образования тонких

пленок халькогенидов с различными металлическими элементами и опре деления структуры методом электронографии могуї быть эффективно использованы при разработке технологии получения тонких пленок практически важных соединений с заданными физико-химическими свойствами.

Выявлешше кристаллсхимические закономерности в строении халькогенидов с октаэдрической координацией в структурах слсшшх висму-титов (и стибнитов) свинца и их аналогов, а также установлешше полисоматические серга структур могут быть использованы при синтезе новых полупроводниковых соединений.

Полученные данные о структуре, физических и физико-химических свойствах изученных соединений могут быть использованы в качестве справочного материала.

На зашиту выносятся:

5. Изучение условий синтеза и установление оптимального режима кристаллизации (перекристаллизации) тонких пленок некоторых двойных и тройных полупроводниковых соединений с октаэдрической координацией атомов в поли- и монокристаллстесном виде.

6. Определение кристаллических структур и классификация расшифрованных полупроводниковых соединений с обшили формулами к_п Х_т . и А_п В^Хр . .

7. Кристаллохкмический подход к проблеме направленного синтеза в определенных полупроводниковых, сисігмах', выявление кристалло-химических закономерностей общего характера, выявление принципа полпсоматизма в расшифрованных кристаллических структурах.

8. Установление зависимости физических и физико-химических сеойств твердых растворов составов'TijIrVj.jSj от степеней замещения различных катионов в их структурах.

Апробация. Основные результаты работы докладывались'на: конференции АГУ по итогам научных исследований (1973-1990 г.г. ^Всесоюзном совещании по твердым телам (Новосибирск,1971); Всесоюзном семинаре по химии халькогенидов (Киев,19?1); Республиканской кояфэ-ренпди, посвященной 50-летию образования СССР (Баку,1972); Всесоюзном совета по химии полупроводников (Баку,1972); Республиканском симпозиуме по физическим свойствам сложных полупроводников (Баку, 1978); Всесоюзной конференции по химическим, физическим и техническим применениям халькогенидов (Баку,1Э79); Всесоюзном совещании по физико-химическому анализу (Киев,1983), ХШ Европейском конгрессе кристаллографов (Любляна, Югославия,1991) и др.'

Публикации. По теме диссертации опубликовано 54 печатных работ.

шести глав, заключения и основних выводов. Содержание диссертации изложено на 319 страницах г/.аинношюпого текста, пклгаая 24 таблицы, 94 рисунка и 295 библиографических наименовании.