Влияние состава многокомпонентных твердых растворов (TlInS2)1–x (TlGaSe2)х на их электрические свойства

Capa
  • Autores: Мустафаева С.Н.1, Асадов С.М.2,3, Годжаев М.М.4
  • Afiliações:
    1. Институт физики Министерства науки и образования Азербайджана
    2. Научно-исследовательский институт «Геотехнологические проблемы нефти, газа и химия» Министерства науки и образования Азербайджана
    3. Институт катализа и неорганической химии им. М.Ф. Hагиева Министерства науки и образования Азербайджана
    4. Сумгаитский государственный университет Министерства науки и образования Азербайджана
  • Edição: Volume 60, Nº 4 (2024)
  • Páginas: 470-477
  • Seção: Articles
  • URL: https://medjrf.com/0002-337X/article/view/678820
  • DOI: https://doi.org/10.31857/S0002337X24040078
  • EDN: https://elibrary.ru/MZRVQI
  • ID: 678820

Citar

Texto integral

Acesso aberto Acesso aberto
Acesso é fechado Acesso está concedido
Acesso é fechado Somente assinantes

Resumo

Синтезированы тройные соединения TlInS2 и TlGaSe2, а также твердые растворы (TlInS2)1-х (TlGaSe2)х (х = 0.1, 0.2, 0.4). Методом рентгенофазового анализа определен фазовый состав и параметры решетки образцов этих составов, выращенных методом направленной кристаллизации. При комнатной температуре образцы имели слоистую структуру и моноклинную сингонию с пр. гр. С2ℎ6(С2/с). Установлены закономерности в изменениях свойств с изменением состава образцов. В монокристаллических образцах твердых растворов на основе TlInS2 изучены частотные зависимости действительной (ε׳) и мнимой (ε″) составляющих комплексной диэлектрической проницаемости, тангенса угла диэлектрических потерь (tgδ) и проводимости в переменных электрических полях (σac) поперек слоев кристаллов. Измерения диэлектрических свойств образцов проводили резонансным методом в области частот переменного электрического поля f = 5 × 104–3.5 × 107 Гц. Наблюдаемый гиперболический спад tgδ с ростом частоты свидетельствует о том, что в изученных твердых растворах имеют место потери на проводимость. Установлен прыжковый механизм переноса носителей заряда в (TlInS2)1-х(TlGaSe2)х и определены параметры локализованных состояний в запрещенной зоне образцов: плотность локализованных состояний вблизи уровня Ферми (NF = 5.8 × 1018 – 1.9 × 1019 эВ-1см-3), средние значения времени ( τ = 2 × 10-7 с ) и расстояния прыжков (R = 86 Å), а также энергетический разброс локализованных состояний в окрестности уровня Ферми (∆E = 47 мэВ). Установлено, что изученные параметры (εʹ, εʺ, tgδ и σac) монокристаллов (TlInS2)1-х(TlGaSe2)х (х = 0.1, 0.2, 0.4) увеличиваются с ростом содержания TlGaSe2.

Texto integral

Acesso é fechado

Sobre autores

С. Мустафаева

Институт физики Министерства науки и образования Азербайджана

Autor responsável pela correspondência
Email: solmust@gmail.com
Azerbaijão, AZ 1143 Баку, пр. Г. Джавида, 131

С. Асадов

Научно-исследовательский институт «Геотехнологические проблемы нефти, газа и химия» Министерства науки и образования Азербайджана; Институт катализа и неорганической химии им. М.Ф. Hагиева Министерства науки и образования Азербайджана

Email: solmust@gmail.com
Azerbaijão, AZ 1010 Баку, пр. Азадлыг, 20; AZ 1143 Баку, пр. Г. Джавида, 113

М. Годжаев

Сумгаитский государственный университет Министерства науки и образования Азербайджана

Email: solmust@gmail.com
Azerbaijão, AZ 5008 Сумгаит, ул. Бадалбейли, 43

Bibliografia

  1. Плющ О. Б., Шелег А.У. Политипизм и фазовые переходы в кристаллах TlInS2 и TlGaSe2 // Кристаллография. 1999. Т. 44. № 5. С. 873-877. https://doi.org/10.1134/1.171106
  2. Шелег А.У., Шевцова В.В., Гуртовой В.Г., Мустафаева С.Н. Низкотемпературные рентгенографические исследования монокристаллов TlInS2, TlGaS2 и TlGaSe2 // Поверхность, рентгеновские, синхротронные и нейтронные исследования. 2013. № 11. С. 39-42.
  3. Mustafaeva S.N. The Interlayer Energy Barrier in the Anisotropic TlBIIIC2VI Monocrystals // Fizika. 2005. V. 11. № 1-2. P. 36-37.
  4. Мустафаева С.Н., Асадов М.М. Температурная зависимость степени анизотропии проводимости слоистых монокристаллов TlBIIICVI2 (BIII = In, Ga; CVI = S, Se) // Энциклопедия инженера-химика. 2010. № 8. С. 26-29.
  5. Мустафаева С.Н., Асадов М.М., Исмайлов А.А. Влияние γ-облучения на диэлектрические свойства и ас-проводимость монокристалла TlInS2 // ФТТ. 2009. Т. 51. № 11. С. 2140-2143.
  6. Korolik O.V., Kaabi S.A.D., Gulbinas K., Mazanik N.V., Drozdov N.A., Grivickas V. Band Edge Photoluminescence of Undoped and Doped TlInS2 Layered Crystals // J. Lumin. 2017. V. 187. P. 507–512. https://doi.org/10.1016/j.jlumin.2017.03.065
  7. Asadov S.M., Mustafaeva S.N., Mammadov A.N., Lukichev V.F. Modeling of Structural Properties and Transport Phenomena in Doped Multicomponent 2D Semiconductors // Rus. Microelectron. 2024. V. 53. No 6. P. 519-542. https://doi.org/10.1134/S106373972460081X
  8. Borovyi M., Gololobov Y.P., Isaieva K., Isaiev M. The Effect of X‐Ray Irradiation on Conductivity of C and 2C Polytype TlInS2 Ferroelectrics // Phys. Status Solidi B. 2021. V. 258. P. 2000556. https://doi.org/10.1002/pssb.202000556
  9. Tashmetov M.Yu., Khallokov F.K., Ismatov N.B., Yuldashova I.I., Nuritdinov I., Umarov S.Kh. Study of the Influence of Electronic Radiation on the Surface, Structure and Raman Spectrum of a TlInS2 Single Crystal // Phys. B: Condens. Matter. 2021. V. 613. P. 412879. https://doi.org/10.1016/j.physb.2021.412879
  10. Мустафаева С.Н., Мамедбейли С.Д., Асадов М.М., Мамедбейли И.А., Ахмедли К.М. Релаксационные электронные процессы в монокристаллах TlGaSe2 // ФТП. 1996. Т. 30. № 12. С. 2154-2158.
  11. Мустафаева С.Н. Дисперсия комплексной диэлектрической проницаемости и проводимости монокристаллов TlGaSe2 при радиочастотах // Журн. радиоэлектроники. 2015. № 1. С. 1-11.
  12. Мустафаева С.Н., Асадов М.М., Исмайлов А.А. Радиационные эффекты в монокристаллах TlGaSe2 // Прикладная физика. 2012. № 3. С. 19-23.
  13. Шелег А.У., Иодковская К.В., Курилович Н.Ф. Влияние g-облучения на электропроводность и диэлектрические свойства кристаллов TlGaSe2 при низких температурах // ФТТ. 1998. Т. 40. Вып. 7. С. 1328-1331.
  14. Li H., Wu X., Liu, H., Zheng B., Zhang Q., Zhu X., Wei Z., Zhuang X., Zhou H., Tang W., Duan X., Pan A. Composition-Modulated Two-Dimensional Semiconductor Lateral Heterostructures via Layer-Selected Atomic Substitution // ACS Nano. 2017. V. 11. № 1. P. 961–967. https://doi.org/10.1021/acsnano.6b07580
  15. Рустамов П.Г., Абдуллаева С.Г., Алиев О.М., Годжаев М.М., Наджафов А.И., Сеидов Ф.М. Взаимодействие тройных таллиевых халькогенидов галлия и индия // Изв. АН СССР. Неорган. материалы. 1983. Т. 19. № 3. С. 479-481.
  16. Гусейнов Г.Д., Абдинбеков С.С., Годжаев М.М., Агамалиев Д.Г. Параметры элементарной ячейки твердых растворов (TlGaSe2)1-х(TlInS2)х // Изв. АН СССР. Неорган. материалы. 1988. Т. 24. № 1. С. 144-145.
  17. Курбанов М.М., Годжаев М.М., Мамедов С.Д., Магеррамов А.Б., Мамедов Э.Г. Корреляция между тепловым расширением, изотермической сжимаемостью и фотопроводимостью в твердых растворах (TlGaSe2)1–х(TlnS2)х (x = 0.1, 0.2) // Неорган. материалы. 2012. T. 48. № 8. C. 884-886.
  18. Мустафаева С.Н., Асадов C.М., Годжаев М.М., Магеррамов А.Б. Комплексная диэлектрическая проницаемость и проводимость твердых растворов (TlGaSe2)1-х(TlInS2)x в переменных электрических полях // Неорган. материалы. 2016. T. 52. № 11. C. 1168-1174.
  19. Мустафаева С.Н. Методика измерения проводимости высокоомных материалов на переменном токе // Все материалы. Энциклопедический справочник. 2016. № 10. С. 74-79.
  20. Пасынков В.В. Сорокин В.С. Материалы электронной техники. 6-е изд. СПб.; М.; Краснодар: Лань, 2004. 368 с.
  21. Mott N.F., Davis E.A. Electronic Processes in Non-Crystalline Materials. OUP Oxford, 2012. 590 p. ISBN: 9780199645336
  22. Pollak M. Frequency Dependence of Conductivity in Amorphous Solids // Phil. Mag. 1971. V. 23. P. 519–542. https://doi.org/10.1080/14786437108216402

Arquivos suplementares

Arquivos suplementares
Ação
1. JATS XML
Baixar
2. Fig. 1. The phase diagram of the TlGaSe2–TlInS2 system (a), X-ray TlInS2 (b), which we have refined according to DTA and X-ray diffraction data.

Baixar (185KB)
Metadados
3. Fig. 2. Frequency dependences of the real component (εʹ) of the complex dielectric constant of single crystals of solid solutions (TlInS2)1-x(TlGaSe2)x at x = 0 (1), 0.1 (2), 0.2 (3), 0.4 (4) ( T = 300 K).

Baixar (73KB)
Metadados
4. Fig. 3. Dependence of the real component (εʹ) of the complex dielectric constant of single crystals (TlInS2)1-x (TlGaSe2)x on their composition at an electric field frequency of f = 5 × 104 Hz.

Baixar (61KB)
Metadados
5. Fig. 4. Frequency dependences of the imaginary component (εʺ) of the complex dielectric constant of single crystals (TlInS2)1-x(TlGaSe2)x at x = 0 (1), 0.1 (2), 0.2 (3) ( T = 300 K).

Baixar (69KB)
Metadados
6. Рис. 5. Зависимости тангенса угла диэлектрических потерь в монокристаллах (TlInS2)1-х(TlGaSe2)х от частоты при х = 0 (1), 0.4 (2) (Т = 300 К).

Baixar (65KB)
Metadados
7. Fig. 6. AC conductivity of single crystals (Tlinse2)1-x(TlGaSe2)x at x = 0 (1), 0.1 (2), 0.4 (3) ( T = 300 K).

Baixar (86KB)
Metadados
8. 7. Dependence of the ac conductivity of solid solutions (TlInS2)1-x(TlGaSe2)x on the composition at f = 5 × 104 Hz.

Baixar (65KB)
Metadados

Declaração de direitos autorais © Russian Academy of Sciences, 2024