Главная  Пленочные термоэлементы 

[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [ 30 ] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76]


Рис. 2.10. Р - Г-проекция Р-Т - а:-диаграммы системы РЬ-Те

1-5 - р-тип с концентрациями Ю*», 7-10", 5-10", 4.10", 2,5-10i8, 10", 5-10» и 10" см-з соответственно, 9-11 - п-тип с концентрациями 8-10", 5,5-10" и 5-10" см-* соответственно, 12-14 - результаты работ [102, 103], [104], и [103] соответственно. РВ - температурная зависимость паров чистого теллура в предположении существования только молекул TCg, DE - температурная зависимость давления Те для чистого-свинца, QR - температурная зависимость давления пара молекул РЬТер, FG - температурная зависимость давления Teg для твердой фазы стехиометрического состава, MN - линия Pniin, штрих - трехфазное равновесие.

Парциальное давление Teg приведено в Тор

граммы РЬ - Те, определяющая тип проводимости и концентрацию носителей в кристаллах РЬТе, находящихся в равновесии с паровой фазой при заданных температуре и парциальном давлении паров Teg.

Диаграммы состояний Bi - Те, Sb - Те и Bi - Se в области соединений BigToa, SbgTea и BigSog также характеризуются пересечением линий ликвидуса и солидуса в точке максимума (конгруэнтная точка). Согласно [105-1071 (рис. 2.11), конгруэнтная точка диаграммы Bi - Те смещена относительно стехиометрического состава в сторону избытка висмута и соответствует составу, содержащему 59,935 ат. % Те. Соединение BigToa имеет область гомогенности, распространяющуюся по обе стороны от стехиометрического состава. По данным [1081, конгруэнтная точка на диаграмме состояния Sb - Те совпадает со стехиометричес-ким составом SbgToa (рис. 2.12). Область гомогенности SbgToy существует лишь при температурах выше 400° С и смещена в сто-





Sff ff / S2

Те, am.°/o

T6,am.%

Рис. 2.11. Диаграмма состояния системы Bi-Те в окрестности соединения BigTeg

Рис. 2.12. Диаграмма состояния системы Sb-Те в окрестности соединения SbgTea

рону избытка сурьмы, что обусловливает дырочную проводимость SbgTea. В [107] установлено, что состав конгруэнтной точки на диаграмме Bi - Se почти совпадает со стехиометрическим составом BigSoa (40,02 ат.% Bi и.59,98 ат.% Se). Для BigSoa области гомогенности не обнаружено [109]. Соединение РЬТе образует непрерывный ряд твердых растворов с изоморфным соединением SnTe [101]; соединения BigTos, SbgTeg и BigSoa образуют системы непрерывных твердых растворов (Bi, 8Ь)2Тез и Bi2(Te, 8е)з [110]..

Электрическое действие избыточных компонентов. Избыток одного из компонентов рассматриваемых соединений при отклонении состава от стехиометрического в пределах области гомогенности образует донорные или акцепторные центры, причем характер электрического действия избыточных атомов зависит от их положения в кристаллической решетке. В теллуриде свинца избыточный теллур - акцептор, а избыточный свинец - донор. В [104, 111] электрическое действие избыточных атомов Те и РЬ связывается с образованием дефектов по Шоттки, в то время как в [112, 113] сделан вывод о внедрении избыточных атомов свинца в междоузлия.

Исследования, выполненные в [114], показали, что избыток висмута в BigTea образует антиструктурные дефекты и оказывает акцепторное действие; в то же время атомы избыточного висмута в BigSoa, располагаясь в междоузлиях, являются донорами [107]. Избыток теллура в BigToa, образуя антиструктурные дефекты, оказывает донорное действие. Атомы сурьмы в SbgTes также образуют антиструктурные дефекты [106] и служат акцепторами, поэтому кристаллы ShgTeg, выращ;енные из расплава, всегда имеют р-тип проводимости.



Испарение. Согласно [115, 116], преобладающий компонент шаров РЬТе в интервале температур 606-898° С - молекулы РЬТе. В то же время имеет место нeзнaчитeльнaяJ диссоциация теллурида свинца, приводящая к появлению в паровой фазе частиц Тоа и РЬ [117]. Общее давление паров теллурида свинца, определенное методом Кнудсена, в интервале температур 609- 699° С задано соотношением [118]

Ig Р = -11140/Г + 10,316.

Давление измеряется в торрах.

В небольшой степени испарение теллурида свинца имеет ин-конгруэнтный характер (в начале испарения пары обогащены теллуром), что вызывает изменение концентрации носителей заряда в пленках на начальном этапе термического напыления (см. рис. 2.5).

В [119] методом масс-спектрометрии исследован состав паров теллурида свинца, легированного Na и J (легирование производят с целью получения пленки р- и /г-типов проводимостей соответственно с высокой концентрацией носителей заряда). Температура испарения лежала в пределах 600-800° С. В парах теллурида свинца, легированного натрием, были обнаружены молекулы РЬТе, Tog, NaTe и NagTe. Наблюдались также ионы РЬ и Те, появление которых авторы [119] связывают с диссоциацией молекул РЬТе и Tog в-результате электронной бомбардировки. При температуре испарения 800° С в паровой фазе наблюдались ионы Na. По мере испарения происходило увеличение содержания JMagTe в паровой фазе и соответственно понижение содержания натрия в тигельном остатке. Для испарения РЬТе, легированного иодом, характерно наличие в паровой фазе ионов 1, а при повышении температуры испарения - появление ионов РЫ.

Масс-спектрометрические исследования [120] показали, что при испарении халькогенидов висмута из твердого состояния паровая фаза содержит молекулы Bi, Big, BiX, (X - Те, Se), что соответствует процессу диссоциативного испарения преиму-тцественно по реакции [121]

В12Хзт.в;=2В1Х,4-4-Х2г. (2.1)

При повышении температуры одновременно с (2.1) происхо-дат реакция разложения по схеме

Bi2X3T. в 2В1ж + 1 Хг. (2.2)

Инконгруэнтный характер испарения халькогенидов висмута становится более выраженным с ростом температуры. Согласно л1асс-спектрометрическим данным [122], паровая фаза при испарении расплавов системы Bi - X содержит указанные выше фор-мы газообразных молекул. При этом соотношение их концентраций изменяется со временем по схеме Xg BiX Big, Bi



[0] [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23] [24] [25] [26] [27] [28] [29] [ 30 ] [31] [32] [33] [34] [35] [36] [37] [38] [39] [40] [41] [42] [43] [44] [45] [46] [47] [48] [49] [50] [51] [52] [53] [54] [55] [56] [57] [58] [59] [60] [61] [62] [63] [64] [65] [66] [67] [68] [69] [70] [71] [72] [73] [74] [75] [76]

0.0014