Исследование структуры Композитных материалов на основе PbSb2Te4, полученных методом Чохральского

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Продолжены исследования образцов композитного материала PbSb2Te4, полученных методом Чохральского. Подтверждена многофазная структура материала. На основе анализа рентгенографических исследований обнаружено преобладание фаз PbSb2Te4 (около 70–80%) и Sb2Te3 (до 20–30%). Обнаружены следы фаз (CuSb)Te2 с ромбоэдрической структурой и гексагональной фазы Sb2Te2.

При легировании образцов медью достигнуто снижение концентрации носителей, атомы примеси расположены в Ван-дер-Ваальсовой щели между слоями основных фаз. При увеличении содержания меди в исходной шихте от 0.5 до 1 атомного процента концентрация носителей далее не снижается.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

С. А. Немов

Санкт-Петербургский электротехнический университет; Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Автор, ответственный за переписку.
Email: alyabjev_au@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург

В. Д. Андреева

Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого

Email: alyabjev_au@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

А. В. Поволоцкий

Санкт-Петербургский государственный университет

Email: alyabjev_au@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

А. Ю. Алябьев

Санкт-Петербургский электротехнический университет

Email: alyabjev_au@mail.ru
Россия, Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Ravindra N.M., Jariwala B., Bañobre A., Maske A., Thermoelectrics. Fundamentals, Materials Selection, Properties, and Performance // Springer International Publishing, Cham, 2019.
  2. Xu C., Moore J.E. Stability of the quantum spin Hall effect: effects of interactions, disorder, and Z2 topology // Phys. Rev. B. 2006. V. 73. P. 045322(10).
  3. Moore J.E., Balents L. Topological invariants of time-reversal-invariant band structures // Phys. Rev. B. 2007. V. 75. P. 121306 (5).
  4. Teo J.C.Y., Kane C.L. Topological Defects and Gapless Modes in Insulators and Superconductors // Phys. Rev. B 2010. V. 82. P. 115120 (26).
  5. Kane C.L. Condenced matter: An Insulator with a Twist // Nature. 2008. V. 4. P. 348–349.
  6. Pesin D., MacDonald A.H. Spintronics and pseu-dospintronics in graphene and topological insulators // Nature Mater. 2012. V.11. P. 409–416.
  7. Men’shov V.N., Tugushev V.V., Chulkov E.V. Carrier mediated ferromagnetism on the surface of a topological insulator // J. Exper. and Theoret. Phys. 2011. V. 94 (8). P. 629–634.
  8. Grant А. Weird materials could make faster computers. // Science News, Retrieved 2014-07-23. https://doi.org/10.1038/ nature 13534.
  9. Vicarelli L., Vitiello M.S., Coquillat D., Lombar-do A., Ferrari A.C., Knap W., Polini M., Pellegrini V., Tredicucci A. Graphene field-effect transistors as room-temperature terahertz detectors // Nature Materials. 2012. V. 11. P. 865–872.
  10. Fu L., Kane C.L. Superconducting proximity effect and Majorana fermions at the surface of a topological insulator // Phys. Rev. Lett. 2008. V. 100. P. 096407 (9).
  11. Шелимова Л.Е., Карпинский О.Г., Свечникова Т.Е., Авилов Е.С., Кретова М.А., Земсков В.С. Синтез и структура слоистых соединений в системах PbTe–Bi2Te3 и PbTe–Sb2Te3 // Неорг. матер. 2004. Т. 40. № 12. С. 1440–1447.
  12. Ikeda T., Ravi V.A., Snyder G.J. Formation of Sb2Te3 Widmanstätten precipitates in thermoelectric PbTe // Acta Met. 2009. V. 57. Nо 3. Р. 666–672.
  13. Шелимова Л.Е., Карпинский О.Г., Константинов П.П., Свечникова Т. Е., Житинская М. К., Авилов Е. С., Кретова М. А., Земсков В. С. Анизотропные термоэлектрические материалы для термогенераторов на основе слоистых тетрадемитоподобных халькогенидов //Перспективные материалы. 2008, № 2. С. 28–38.
  14. Немов С.А., Поволоцкий А.В., Алябьев А.Ю., Андреева В.Д., Ким А. Структура и свойства сплавов PbSb2Te4 и Pb2Sb6Te11 // Сборник научных трудов «Нанофизика и Наноматериалы». 2023, C. 23–28.
  15. Немов С.А., Благих Н.М., Андреева В.Д. Описание явлений переноса в PbSb2Te4 в двухзонной модели при учете межзонного рассеяния // Научные ведомости Белгородского государственного университета, серия: Математика. Физика. 2013. № 11 (154), вып. 31. С. 181–189.
  16. Пшенай-Северин Д.А., Федоров М.И. Влияние особенностей зонной структуры на термоэлектрические свойства полупроводника // Физика твердого тела. 2007. Т. 49, вып. 9, С. 1559–1562.
  17. Boschker J., Galves L., Flissikowski T., Lopes J., Riechert H., Calarco R. Coincident-site lattice matching during van der Waals epitaxy // Scientific Report. 2015, V. 5, No. 18079
  18. Немов С.А., Андреева В.Д., Улашкевич Ю.В., Поволоцкий А.В., Аллаххах А.А. Особенности спектров ИК отражения и комбинационного рассеяния кристаллов Sb2Te3−xSex // Физика и техника полупроводников. 2018. Т. 52, вып. 10. С. 1197–1202.
  19. Romcevic N., Popovich Z., Khokhlov D. Raman-scattering spectra of indium-doped PbTe // Journal of Physics Condensed Matter. 1995, V. 7, No. 26, P. 5105–5109.
  20. Evang V., Reindl О., Schäfer L., Rochotzki A., Pletzer-Zelgert P., Wuttig M., Mazzarello R. Thermally controlled charge-carrier transitions in disordered PbSbTe chalcogenides // Advanced Materials. 2022, V. 34, Iss. 3, P. 2106868 (11).
  21. Немов С.А., Благих Н.М., Дема Н.С., Житинская М.К., Прошин В.И., Свечникова Т.Е., Шелимова Л.Е. Влияние легирования медью на кинетические коэффициенты и их анизотропию в PbSb2Te4 // Физика и техника полупроводников. 2012. Т. 46, вып. 4. С. 463–468.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Фазовая диаграмма Sb2Te3-PbTe [11].

Скачать (86KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Дифрактограммы образцов 1 и 2 – без меди, 3 и 4 – легированные Сu (ИНДЕКСЫ дифракции со значком * – принадлежат фазе Sb2Te3, без звездочки – PbSb2Te4).

Скачать (94KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Вид рефлекса 005 фазы Sb2Te2.

Скачать (96KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Спектры КРС от поверхности образца (PbTe + Sb2Te3)0.999Cu0.001, полученные для двух различных сколов (А – колебательные моды кристаллической фазы Sb2Te3, Б – колебательные моды кристаллической фазы PbTe)

Скачать (53KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Участок рентегенограммы легированных образцов с рефлексами фазы (CuSb)Te2 (линии, отмеченные (*) принадлежат Sb2Te3, не отмеченные – PbSb2Te4): А – 0.5 ат. % Cu, Б – 1.0 ат.% Cu.

Скачать (139KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2024