Введение к работе
Актуальность темы. Темпы научно-технического развития общества в значительной степени обусловлены успехами полупроводниковой электроники. Среди современных материалов электронной техники особое место занимают полупроводншеи, обладающие практически ценными оптическими и магнитооптическими свойствами. Важными представителями оптически активных полупроводниковых, соединении являются твердые растворы Hgi-xCdxTe и Cdt-иМшТе. На их основе изготавливаются фотоприемники для инфракрасного (ИК) диапазона электромагнитных волн 3-5; 8-13 мкм, а также модуляторы света в видимом и ИК диапазоне. Практическое использование таких приборов обуславливает интерес к синтезу данных твердых растворов. Успех в получении образца с изначально заданными электрофизическими параметрами зависит от выбора оптимальных технологических условий синтеза. Эти практически важные сведения о параметрах процесса роста кристаллов можно получить из Р-Т-х диаграмм состояния для интересующего исследователя материала. Кроме того, термодинамические методы исследования позволяют изучать и описывать равновесное состояние полупроводника при температурах эксплуатации прибора на его основе, направление в котором будут релаксировать свойства неравновесного образца и характеризовать движущую силу этого процесса. То есть, для выбора оптимальных внешних условии эксплуатации и хранения приборов на основе Hgi-xCdxTe, Cdi-uMiiuTe необходимо знание фазовых равновесии и термодинамических данных в системах KgTe-CdTe, CdTe-MnTe. Использование сведений о фазовых равновесиях в системе CdTe-MnTe-Te будет способствовать осуществлению направленного синтеза твердых растворов кадмий-марганец-теллур с менышшн затратами исследовательских усилий и материальных средств.
Цель работы. Цель настоящей работы - изучение, термодинамических свойств полупроводниковых твердых растворов Hgl-xCdxTe, Cdi-uMn.uTe методом электродвижущих сил с глицериновым и солевым расплавленным электролитами. На основании экспериментальных дан-пых следовало прояснить вопрос о термодинамической устойчивости сплавов Hgi-xCdxTe. Предстояло исследовать методом рентгенофазового
2 анализа характер фазовых равновесий в системе CdTe-MnTe-Te при средней температуре опытов по методу эдс. Опираясь на результаты экспериментальных исслгдовашш с привлечением математического аппарата модели жпдклх ассоциированных растворов, предполагалось определить положение поверхности ликвидуса на фазовой диаграмме системы CdTe-MnTe-Te.
Научная новизна. Впервые экспериментально изучены энергии Гиббса, энтальпии и энтропии образования твердых расі воров Cdi-uMnuTe, а также сплавов Hgi-xCdxTe в диапазоне концентрации х=0.06-1.0 при .температурах 303-700 К. На основании результатов экспериментальных исследований установлено наличие в системе HgTe-CdTe области расслаивания. Рассчитана линия бннодали.
В работе показано, что при 643 К изотермическое сечение Т-х-у проекции фазовой диаграммы системы CdTe-MnTe-Te включает шесть фазовых областей. Впервые рассчитаны параметры равновесий с участием конденсированных фаз при температурах 718-1428 К.
Практическая ценность. Изученные термодинамические свойства сплавов Hgi-xCdxTe, Cdi-uMiiuTe следует рекомендовать как справочный материал для выполнения физико-химических расчетов.
Полученные сведения о границе области бинодзілного распада в твердых растворах Hgi-xCdxTe могут быть использованы при выборе температурных условий хранения изделий на базе данного полупроводника. Найденные параметры равновесий конденсированных фаз в системе CdTe-MnTe-Te позволяют проводить направленный синтез полупроводниковых твердых растворов Cdi-uMiiuTe.
Фрагменты литературного обзора настоящей диссертации, относящиеся к известным термодинамическим свойствам соединений и фазовым равновесиям в системах Cd-Te, Mn-Te, Cd-Mn, HgTe-CdTe, CdTe-MnTe, CdTe-MnTe-Te, включены в компьютерный банк данных по фазовым диаграммам полупроводниковых систем, разработанный в Институте химических проблем микроэлектроники и Институте металлургии им. А.А.Байкова РАН.
Апробация работы. Часть результатов работы докладывалась на 4-й Всесоюзной конференции "Термодинамика и материаловедение полупро-
водников" (г. Москва, 1989г.). Работа обсуждалась на заседании научного коллоквиума лаборатории химической термодинамики Химического факультета МГУ.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано' четыре статьи и тезисы доклада.
Структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, выводов, списка цитируемой литературы нз 133 наименований и Приложения. Работа изложена на 139 страницах и включает в себя 31 рисунок, 32 таблицы.
