Введение к работе
Актуальность темы. Волна зарядовой плотности - особое состояние твердого тела.
[рИ КОТОРОМ ПРОИСХОДИТ КОНДеНСаіІИЯ ^ПеКТРОНОБ n vr, ГІП^кТИпНОс
:остояние с образованием пай^р/ксьской ііісЛИ б спектре юзбуждений. При этом возникает ряд необычных свойств. :овмещающих черты как сверхпроводников, так и полупроводников.
К уникальным свойствам волны зарядовой плотности относится :оллективньй механизм проводимости, возникающий при приложении ілектрического поля выше порогового значения и сопровождающийся енеравдей узкополосного и широкополосного шума, метастабильные :остояния. огромная диэлектрическая проницаемость, оптические :войства, связанные с образованием пайерлсовской щели и ее труктурой. и многие другие эффекты.
В последние годы стало ясно, что многие важнейшие свойства :олны зарядовой плотности (механизм проводимости, генерация шума, юлаксация метастабильных состояний и т. д.) связаны с явлением [роскальзывания фазы, т.е. с нарушением непрерывности волны іарядовой плотности. При этом происходит подавление пайерлсовской іели, движение дислокаций и другие эффекты.
Интерес к волне зарядовой плотности связан также с герслективой создания материалов для электроники, в том числе >лементов субмикронных размеров. Исследования волны зарядовой [лотности интенсивно проводятся во всем мире на протяжении госледних 20 лет, а с 1980 года и в ИРЭ.
Все вышеизложенное определяет важность и актуальность [збранной темы.
Целью настоящей работы являлось исследование условий
' 4
возникновения центров проскальзывания фазы волны зарядової плотности, динамических и статических эффектов, происходящих щ» проскальзывании фазы при различных температурах и электрические полях, в частности, исследование флуктуации сопротивления \ пространственно- неоднородной деформации ВЗП. Научная новизна работы состоит в следующем:
-
Обнаружена электродвижущая сила, возникающая при освещенш нитевидного образца TaS9 лазерным лучен, имеющая тепловую природу и вызваная неоднородным распределением коэффициента термоэдс вдоль образца. Разработана экспериментальная установка, позволяющая фокусировать лазерный луч на образце, находящемся е криостате, до размера около 1 мкм и сканировать образец этиь лучом. Впервые измерено распределение коэффициенте дифференциальной термоэдс вдоль квазиодномерного образце субмикронного размера.
-
Впервые наблюдалось изменение распределения коэффициенте дифференциальной термоэдс вдоль образца в результате единичные актов проскальзывания фазы. Показано, что деформация волш зарядовой плотности происходит в окрестности центрг проскальзывания фазы, составляющей около 10 мкм jms исследовавшихся образцов TaS3 при температуре 90 + 100 к. Предложена модель, удовлетворительно описывающая пространственное распределение этой деформации.
-
В образцах TaS3 обнаружен максимум l/f-шума в області пайерлсовского перехода и показано, что флуктуации сопротивлени! связаны со спонтанным процессом проскальзывания фазы.
4. В образцах T&s3 сечением ~10"эмкы2 обнаружен шум,
возникающий в узких интервалах температур и напряжений, вызванные
5 эбратимыми процессами проскальзывания фазы. Эволюция шумов вблизи перехода позволяет наблюдать разрушение трехмерного порядка волны зарядовой плотности .
Практическая ценность работы.
В данной работе, помимо выяснения фундаментальных свойств ЗЗП, необходимого для лучшего понимания перечисленных выше эффектов, разработана простая методика получения электрических сонтактов на расстоянии около 1 мкм друг от друга к юнокристаллическим образцам сечением менее 10~9 мкм2. Показана тринципиальная возможность использования квазиоднонерных образцов 1ля записи энергонезависимой информации с помощью мощного іазерного луча и ее многократного считывания с помощью луча малой ющности.
Апробация работы. Результаты работы докладывались на научных :еминарах ИРЭ РАН, ИАЭ ин. И.В. Курчатова, Харьковского ФТИНТ АН гкраины. на XI Всесоюзной конференции по физике полупроводников, Кишинев 1988, xxv и xxvi Всесоюзных совещаниях по'ФНТ (Ленинград, .968 и Донецк, 1990), Всесоюзных конференциях по шумам и >луктуационным явлениям (Паланга 1989 и 1991), международных :онференциях по синтетическим металлам icsm'. в 1989 -Санте-Фе США) и в 1991 -Тюбинген (ФРГ).
Публикации. Материалы диссертации опубликованы в 10 научных рудах, список которых приведен в конце автореферата.
Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, іетирех глав, заключения и списка литературы. Она содержит 99 траниц. 26 рисунков и библиографию из 79 наименований.
Основные положения, выносимые на защиту.
1. С помощью лазерного зонда размером -1 мкы измерено с .
высоким разрешением пространственное распределение коэффициент? дифференшальнои термоэдс и соответствующей деформации волні зарядовой плотности (ВЗЮ в образцах субмикронного размера.
2. Установлено, что единичные акты проскальзывания фазі
приводят к деформации ВЗП. Показано, что эта деформация возникав:
в окрестности центра проскальзывания фазы, составляющей окол<
10 мкм для исследовавшихся образцов TaS3. Предложена модель
удовлетворительно описывающая пространственное распределение это]
деформации.
-
Установлено, что в образцах TaS3 в области пайерлсовскоп перехода наблюдается максимум l/f-шуыа. Показано, что флуктуаци сопротивления связаны со спонтанным процессом проскальзывали фазы.
-
Обнаружено, что в образцах TaS3 сечением ~10"3 мкм2 расстоянием между контактами 1 -* 3 мкм возникают флуктуаци сопротивления, проявляющиеся в виде шума, возникающего в узки интервалах температур и напряжений. Флуктуации вызваны обратимым процессами проскальзывания фазы. Температурная зависимость шумо вблизи пайерлсовского перехода позволяет наблюдать разрушени трехмерного порядка волны зарядовой плотности.
