Введение к работе
Актуальность т'еыы. В последние годы объектами интенсив
ных экспериментальных и теоретических исследований стал новый
класс полупроводниковых соединений,кристаллизующихся в цепо
чечной структуре.Эти кристаллы имеют большие возможности для
практического применения в различных областях техники.В них
ожидается обнаружение ряда новых физических явлений,предска-
эываешх теорией .связанных с предельной анизотропией электрон
ных и фононных спек'.ров. . . ,
Полупроводниковые соединения типа -.' Tf Fe ScA'' кристаллизуются в моноклинную базоцентрированную решетку с прос-траіістаенной группой сшшетрии ^2/щ ' ^2h, ) ^оны железа занимают тетраедрическое положение.плоскости ионов.ке-леза расположены между слоями халькогенов'.коториз а свею очередь разделены слоями ионов Т . .Тетраедри '"ягм3 соединены в линейные цепи.Обменное рэаикодейотшю между ионами железа вдоль цепи осуществляется по ряду 'атомов Ffi- %t-Pc .'' образующих определенный уголь,а в направлениях перпендикулярных цепочке тетраедров [Fs_ $е~ ] ,доляно осуществляться по цепочке : Fs-S-e- Ті- S-г - P't ' Поэтому,ионно' ' предположить,что'обменные взаимодейсївпя ( 0 ) между ионами вдоль цепи намного меньке обменных взаимодействий ( 9 ) между, ионами железа,находящихся d соседних цепях.Отношение 3(э'»1 указывает на квазиоднокерность этих магнитных систем.Монокристаллы Ttfz 5-2, легко расчленяются на тончайшие монокрксталлическив. волоски видорживащие изгиб на ISO0 и являются ярковыраяеннвма представителями цепочечных квнзиоднокерных кристаллов.В то же время сочетание полупроводниковых и-магнитных свойств делааг их чрезвычайно интересными объектами физических исследований.
Характер физических явлений,имеющих место в полупроводник ах и обуславливающих их [фактическое применение в значительной степени определяется структурой энергетического спектра плектра нов . Для дальнейшего применения и направленного поиска важно изучение закономерностей энергетической понной структуры.Ре -шпние этой задачи требует комплексного подхода,включающего получение належних экспериментальных данных в сочетании с рае -четом лонной структуры.
Целью настоящей работы является установление особенно'"; Иї электронного энергетического спектра и природы химической, сипай в цепочечішх" кристаллах типа Т t Fe Se,
Для достижения поставленной Не*и необходимо Онло решить
следующие задачи:, ,
- Рассчитать зонную структуру и плотность електронних состо
яний
- Рассчитать распределение плотности валентных электронов и ус тянопить природу химической ггвязи в цепочечных соединениях чипа TIPe Sc, .
- Установить генезис зонных состояний. >.
Научная новизна. --' Проведен теоретико-групповой анализ энергетического спектра носителей.заряда в полупроводниках типа ТбГс Se^ , а так же определены точки нулевого наклона ( экстремумы зон ).'.'
- Рассчитаны зонные структуры полупроводниковых соединений ти
па IX. ГС 5-д_ МетОДОМ ПСЄПДОПОТЄНІ1ИПЛа.УсТВ1іОН-
.лено,что валентная зона этих соединение состоит из четырех подзон.Самап нижняя подпоив, из четырех зон отдалено от остальных широким энергетическим зазором около 10 пВ.
Произведен '.еоретико-гругаюиий анализ происхождения зонных, состояний из атомных $ и р -состояний с помощью метода зонних представлений Зака.Уетановлено^ччо нижние четыре Валентине зоны происходят из $ состояний St Следующая группа из двух зон обвязана своим происхождением
S - состояниям Fe .а самые верхние две валентные зони можно приписать <, - состояниям Т6 ; Остальные ТО валентных зон происходят из р - состояний 1Z , ге и Se . Проведен расчет распределения заряда валентных электронов цлп соединения TEFe Se, . Показано,что связь между атомами Fe и S-e носит ковалентний характер с некоторой долей иоаности.
Практическая ценность райоты заключается а том,что полученные н ней результаты могут оыть использоошш для интерпре-;«ции электрических и оптических свойств,а также прогнозировании возможности применения цепочечных кристаллов при разработке приборов на их основе.
Основные положения,выносимые на защиту: !. Структура зон: цепочечные кристаллы типа TZFe Se, являются пеирямозонными полупроводниками.ііалеїшіая зона з'ї.іх соединений состоиі из четырех групп подзон .Самая нижняя подзона из четырех зон отдалена от других широким анергстиче-.'.ким зазором около 10 эВ.Подзоны,состояние из следующих двух пал ємних зон и самых последних двух зон, слегка перекрываются с подзоной,состоящей из остальных 10-и валентных зон. ;.'. Гонение зон Т Fe SA : Нимние четыре зоны принад-лежат V і. опояпинм атоми» S-e , следующая группа зоїі ( Ь-t) ) проИ'.-.ходиі из S - cocTOKinit'i a'vowoti Fe .!ia-
лектные зоны ( 7-16 ) происходят из р -подобных орбиталей атомов Ті , F.е и Se .Самые верхние две валентные зоны происходят из v-состоянии атомов Т
3. Связь между атомами Fe и Se носит ковалентний харак-*
тер с частично ионным вкладом.Свяэь между атомамиТ и Ре ,
а также между атомами TZ и Se носит ионный харак-
' ' тер. \
4. Плотность заряда валентных электронов на плоскостях ( ТОО ),
проходящих между атомами Т . ,а также на плоскостях
перпендикулярных к (010 ) и состовляющих уголь ~ 60 '.
с плоскостями ( 100 ) в несколько раз меньше,чем на
плоскости ( 010 ), проходящей через атомы ТС и Se .
Ловядимому.указанные плоскости являются плоскостями легко-
-го скола..
Апробация работы. Основные положения и результаты работы докладывались на Ш.Всесоюзной конференции. "Материаловедение халькогенидных полупроводников" ( 1991 г., г. Черновцы ) , на ЯХХ Международной конференции "Материалы и химические превращения под давлением" ( г. Баку,, 1992 г, ) , и на У Республиканской межвузовской конференции по физике (г.Баку, 1992 г.). . :
Публикации. По результатам диссертации опубликованы шесть печатных работ,перечень которых приведен в конце автореферата.-
Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения,четырех глав,основных результатов и гиподов.Ока содержит. S5 страшщ машинописного текста,вклгача-одего 1Ь рисункоь, IS таблиц и библиографического списка из .ЬЗ найменований.-
