Фотоэлектрические явления в кристаллах суперионного проводника RbAg4I5 Борис, Александр Васильевич

Данная диссертационная работа должна поступить в библиотеки в ближайшее время
Уведомить о поступлении

Диссертация, - 480 руб., доставка 1-3 часа, с 10-19 (Московское время), кроме воскресенья

Автореферат - бесплатно, доставка 10 минут, круглосуточно, без выходных и праздников

Борис, Александр Васильевич. Фотоэлектрические явления в кристаллах суперионного проводника RbAg4I5 : автореферат дис. ... кандидата физико-математических наук : 01.04.07.- Черноголовка, 1992.- 21 с.: ил.

Введение к работе

А.сгу.'ллышсп. гчіі:, Суперт.спшле np;:r.-;,ur,;\-u - кристаллы, а кллорь'.х при темі ерітурах значительно :-'!і:=:.с температури илаіленг* найгі'/лаотся структурной рйзу.-./.-рглочешіе одной т>з ионных подр'.'!і^,о.ток, осдсіпис-м котрого яаляеісн ано?<ально втлсскіік :іоіпі'!Я прозоднмость. Мобіїлміме "дсни распределен шгучрн регулярного каркаса конов жесткоіі подрешетин іго мг.ж-у..!ельньім uov--.ij^f"ы определенного т;<пз, коториг образуют хл-лалы пэиаодпмосш г.даль некоторых їрнсталдаграфнчег.кну направлений. При r-jv; «шело подобных позиций и племстггарпой ячейке мног.'¹ бс^ьте числа подвижных ноно» пр![Ход!ит;,чхся чл Ячейку. Литорее ;с физическим свойствам такого родя материя-лен является следстчпем оощего раэьчтгтя фтпкн пеуггорядсісн-ihjx систем.

Иитснсн-ныс псследсиаиия суперионных прозодшікон в последнее время стимулируются такхс их широким применением в нопейшіх технологиях. Область их технологического применения в качестве <,с:'о;ин.!Х ?лємє«тое рг.г-ліптіи:: .т:схтр.уе::-чическнх устрс'їстп (тердофазных батарей, газових егнеорог., і'сгілншая.ч „лементоп, еверхьемких конденслтороз, алехтрехре?.:-иьк приборов и др.) быстро расширяется.

Особый интерес преде та алчгог нсследоеанпд характерных особенностей стюйсту электронной подсистемы и суперпсішітх кристаллах как следствия ьзйймодєйсгбнч эле. .тройной и .подвижной ионной подсистем. 75 то як ьромя, выбор экспериментальных методик ; тя 'сследоцаник сг.ойств злектрочной подсистемы п суперионных кристаллах существенно ограничен. Причиной тому являются разупорядочеиле одной из ионных подрешетои, воз-кожное протекание ионного тока, мялая величина электронной проводимости. Все это делает неоднозначной интерпретацию явлений электронного транспорта, включая оптические и -фотоэлектрические яплеиий. По этим причинам п настоящей время существует явна, недостаточное количество экспериментальных данных, описыяайэщих детали электронных процессов

в твердых электролитах. Представляет интерес экспериментальное- изучение фотои.чдушіроианнмх гффскгі-n, в которых могут проанляться характерные- особенности олгктраііпмх состояний ц суперионных кристалл х. Существует исоб?;одимость в разработке методик позволяющих получить информацию о положении уровня Ферми (/j_e) для электронов, величине электронной проводимости {а_е>, величине коэффициента диффузии электронов ДОс). Необходимо разработать методы исследования у описания прихонтактных явлений, объяснить механизм, формирования призлектродных слоев, получить информацию о их структуре и свойствах.

Цель и основные задачи работы. С целые научения ^лек-тронных центров в суперионных кристаллах, процессов электронного транспорта, процессов на границе раздела суперионнын проводник - электронный проводник представлялось целеосо-образиым провести следующие исследования:

- Исследование фотоэлектрических эффектов возникающих па
границе суперионнын проводник - электронный пролодннк.

" - Исследование методом пространственно-разрешенной оптической спектроскопии распределения интенсивостей основных полос катодо- и фотолюминесценции в призлектродных областях : суперионных кристаллов.

- Исследования вольт-амперных характеристик кристаллов су
перионного проводника в условиях блокирования ионного тока.

Суперионные кристаллы RbAg4U были выбраны в качестве исследуемого объекта в настоящей работе. Это соединение . устойчи, j при комнатной температуре, нашло применение во многих электротехнических устройствах и является модельным объектом для исследования феномена суперионной проводимости;

Научная новизна работы и положения, выносимые на защиту.

1. Впервые обнаружено возникновение тока при освещении приконтахтной области кристаллов RbAg^If,. Изучены его спек-

тральные н температурные характеристики. Предложен механизм Бозникнозения фотонндуцироіїанного тока.

На основе обнаруженного явления предложен принципиально новый метод исследования спектра электронных состояний в суперионных фазах твердых электролитов.
На основании анализа зависимостей величины фотонн-дуцированного тока от области освещения образп исследована температурная зависимость длины диффузии носителей заряда в кристаллах RbA^Is-

Зависимость величины тока от области освещения образца использована также для анализа неоднородности распределения дефектов в кристаллах RbAgJs и процессов на границе электронный проводник - супериошшй проводник.
С помощью методов хатодо- и фото- люмішс щеннии исследованы процессы, происходящие вблизи контакта электрод -твердый электролит и на поверхности твепдого электролита.

6. Описание измеренных вольт - амперных характеристик
ШАХ) ячеек AgjRbAg^IsjC осуществлено в предположении, что
лимитирующей стадией протекания тока является перенос за
рядов через границу раздела электрод - твердый электролит.
Определены положение уровня Ферми и величина электронной
проводимости кристаллов RbAgJr,.

7. Впервые обнаружены осцилляции тока в супернонных кри
сталлах RbAgJs при постоянном значении напряжения на экс
поненциальной ветви J3AX, Возникновение неустойчивости тока
объясняется наличием в кристаллах суперионного проводника
электронных центров, для которых характерно увеличение ко
эффициента захвата электронов с ростом электрического поля.

Практическое значение проведенной работы определяется рядом полученных результатов, которые могут быть использованы в различных областях науки и техники. Обнаруженное и исследованное явление возникновения тока при освещении при-контактных областей кристаллов суперпонного проводника предлагается в качестве принципиально нового метода для анализа спектра электронных состояний в суперионных фазах твердых

электролитов, а также для анализа неоднородности распределения дефектов и процессов на границе олек^ронный проводник - суперионный проводник. Структура электронных состояний, связанная с оптически активными центрамі , положение уровня Ферми в запрещенной зоне представляют собой фундаментальные характеристики и могут быть использованы для анализа процессов, связанных с фотовозбуждением электронов в кристаллах а — HbAg^Is* Анализ электронных токов в ячейках типа AglRbAg^IsIC г результаты исследований процессов на котдкте электронный проводник - сунерионный проводник позволяют объяснить особенности функционирования ионнсторов и других злектротехничесі их устройст j на основе твердых электролитов. Полученная информация о размерах приэлектродных областей дает представление о пределе миниатюризации изделий на основе твердых электролитов.

Апробация р-боты. Основные результаты диссертационной работы были представлены и обсуждались на объединенном семинаре "Неэлектронные проводники" ИФТТ РАН, объединенном межинститутском научном семинаре "Ионика твердого тела" (п.Черноголовка), десятом Всесоюзном научном семинаре по ионике твердого тела (Рига, 1989), на Международной -конференции по дефектам в диэлектрических кристаллах ( Парма, Италия, 1988), на 7 Международной конференции по ионике' твердого тела ( Хаконе, Япония, І989), на 9 Международном совещании по фотоэлектрическим и оптическим явлениям в твердом теле ( Варна, 1989), на б Европейской конференции по дефектам в ионных материалах ( Гронинген, Нидерланды, 1990), на 10 конференции Отделения конденсированных сред Европейского Физичесхого Общества ( Лиссабон, 1990), на 2 Азиатской конференции по ионике твердого тела (-Пекин, 1990), на Международной конференции по дефектам в диэлектрических материалах ( Нордкирхен, Германия, 1992).

Публикации. Результаты, положенные в основу диссертаци- . онной работы, опубликованы в 7 работах, спиїлж которых приведен в конце ьвтореферата.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из
введения, четьц-^-г глав, гаключення и сгшска литературы.
Общий объем диссертации составляет страниц, включая 5^"

рисунка и список цитируемой литературы из о Л наименований.

Фотоэлектрические явления в кристаллах суперионного проводника RbAg4I5 Борис, Александр Васильевич

Похожие диссертации на Фотоэлектрические явления в кристаллах суперионного проводника RbAg4I5