Введение
Глава I. Литературный обзор 22
1.1. Монохалькогениды самария (SmX, где Х=S, Se, Te): кристаллическая структура, электрофизические свойства, строение электронных зонных спектров 22
1.2. Твердые растворы на основе SmS, легированного Gd и Tm 56
1.3. Монохалькогениды тулия (ТmX, где Х=S, Se, Te): кристаллическая структура, строение электронных зонных спектров, электрофизические свойства 60
1.4. Гексабориды редкоземельных элементов La, Eu, Yb и Sm: кристаллическая структура, электрофизические свойства 64
1.4.1. Электрофизические свойства и зонный спектр гексаборидов европия и иттербия 65
1.4.2. Электрофизические свойства и зонный спектр гексаборида самария 66
1.5. Монооксид и моносульфид европия: электрофизические свойства 71
1.6. Моносульфид иттербия: электрофизические свойства и фазовые переходы под давлением 74
1.7. Иттербий: кристаллическая структура, электропроводность и термоэдс под давлением 77
1.8. Монохалькогениды лантана: структурные и электрофизические свойства 77
1.9. Моновисмутид лантана: электрофизические свойства и фазовые переходы 81
1.10. Электрофизические свойства тонких поликристаллических пленок на диэлектрических носителях моносульфида самария и строение их зонных спектров 83
Глава II. Материалы и методы исследований 89
2.1. Методы синтеза поли- и монокристаллов монохалькогенидов редкоземельных металлов и твердых растворов на их основе 89
2.1.1. Синтез и характеризация поликристаллов монохалькогенидов редкоземельных металлов 89
2.1.2. Синтез и характеризация монокристаллов монохалькогенидов редкоземельных металлов и твердых растворов на их основе 91
2.1.3. Синтез и характеризация монокристаллов гексаборидов редкоземельных элементов La, Sm, Eu и Yb 93
2.1.4. Синтез и характеризация поликристаллов моновисмутида лантана 95
2.2. Получение поликристаллических пленок SmS и EuS 97
2.3. Рентгеноструктурный анализ тонких поликристаллических пленок моносульфидов Sm и Eu 98
2.4. Аппаратура высокого давления 99
2.4.1. Низкотемпературная установка высокого давления 99
2.4.2. Автономная клапанная камера высокого давления 100
2.4.3. Разработка автономной клапанной оптической камеры высокого давления 101
2.4.4. Автономная поршневая камера высокого давления с внешней поддержкой 104
2.4.5. Камера высокого давления типа «лунка-тороид» 104
2.4.6. Разаработка двухступенчатой камеры высокого давления 111
2.4.7. Установка высокого давления с алмазными наковальнями до 35 GPa 114
2.5. Методики измерения давления, электросопротивления, термоэдс и температуры в аппаратах высокого давления 114
2.5.1. Манганиновый манометр сопротивления. Реперные материалы на область давлений до 35 GPa 114
2.5.2. Изучение барической зависимости термоэдс висмута в среде гексагонального нитрида бора и ее использование для калибровки аппаратов высокого давления до 9 GPa 118
2.5.3. Методы измерения электросопротивления материалов в аппаратах высокого давления 120
2.5.4. Четырехзондовый метод измерения удельного электросопротивления материалов на образцах малых размеров 123
2.5.5. Измерение температурных зависимостей электросопротивления в аппаратах высокого давления 132
2.5.6. Методы измерения термоэдс в аппаратах высокого давления 133
2.6. Выводы главы II 136
Глава III. Процессы электропереноса и фазовые переходы в монохалькогенидах, гексаборидах РЗМ и иттербии при всестороннем сжатии до 12 GPa 138
3.1. Исследование электросопротивления полупроводникового SmS в отсутствие «металлической» фазы на поверхности 138
3.2. Барические зависимости электросопротивления, энергии активации свободных носителей тока и термоэдс в монокристаллах монохалькогенидов самария в области давлений до 12 GPa 146
3.2.1. Влияние давления на электросопротивление и энергию активации свободных носителей тока в монохалькогенидах самария 146
3.2.2. Сравнительное исследование влияния всестороннего сжатия на термоэдс монохалькогенидов самария и моносульфида лантана 159
3.2.2.1. Исследование особенности влияния всестороннего сжатия на термоэдс моносульфидов самария и лантана 159
3.2.2.2. Исследование влияния всестороннего сжатия на термоэдс моноселенида и монотеллурида самария 161
3.2.3. Исследование электросопротивление и термоэдс моносульфида иттербия и монооксида европия при гидростатическом давлении до 9 GPa и литостатическом сжатии до 10 GPa 171
3.2.3.1. Исследование температурных зависимостей электросопротивления и термоэдс EuO под давлением до 10 GPa 172
3.2.3.2. Электросопротивление и термоэдс моносульфида иттербия при гидростатическом сжатии до 9 GPa 180
3.2.4. Исследование термоэдс редкоземельных металлов иттербия, празеодима, тулия и лютеция при всестороннем сжатии до 11 GPa 185
3.2.5. Исследование влияния высокого давления на электросопротивление и термоэдс гексаборидов европия, иттербия, самария и лантана 190
3.2.5.1. Исследование влияния высокого давления на электросопротивление и термоэдс гексаборидов европия, иттербия, лантана 191
3.2.5.2. Исследование влияния высокого давления на электросопротивление и термоэдс гексаборида самария 199
3.3. Выводы главы III 206
Глава IV. Исследование процессов электропереноса в монохалькогенидах редкоземельных элементов и висмутиде лантана при сверхвысоких давлениях 208
4.1. Исследование барических зависимостей термоэдс и электросопротивления монохалькогенидов самария до 35 GPa 208
4.1.1. Термоэдс и электросопротивление моносульфида самария 209
4.1.2. Термоэдс и электросопротивление моноселенида самария 209
4.1.3. Термоэдс и электросопротивление монотеллурида самария 212
4.2. Исследование барических зависимостей термоэдс и электросопротивления моносульфида иттербия до 20 GPa 215
4.3. Исследование зависимостей термоэдс монохалькогенидов лантана от давления всестороннего сжатия до 22 GPa 220
4.4. Исследование барических зависимостей термоэдс и электросопротивления монохалькогенидов тулия до 24 GPa 224
4.4.1. Термоэлектрические свойства монотеллурида тулия под давлением до 20 GPa 224
4.4.2. Термоэлектрические свойства моноселенида тулия под давлением до 24 GPa 234
4.5. Исследование термоэдс моновисмутида лантана под давлением до 22 GPa и его температурных зависимостей электросопротивления и коэффициента Холла от 1.6 до 300 К в магнитном поле до 13 Т 236
4.6. Выводы главы IV 245
Глава V. Валентные переходы в редкоземельных ионах в SmS и твердых растворах на его основе в результате воздействия высоким давлением и допирования 251
5.1. Исследование поведения электросопротивления поликристаллов SmS, полученных различными методами, при гидростатическом сжатии 251
5.2. Процесс разрушения монокристаллов SmS при фазовом переходе металл-полупроводник под действием гидростатического сжатия 258
5.3. Механизм стабилизации металлической модификации Sm1-xGdxS при фазовом переходе полупроводник-металл под давлением 265
5.4. Влияние гидростатического давления на электросопротивление составов системы твердых растворов Tm1-xSmxS 278
5.6. Выводы главы V 276
Глава VI. Исследование тензо- и барорезистивного эффектов и зонной структуры тонких поликристал лических пленок полупроводниковых моносуль фидов самария и европия под действием всестороннего сжатия 279
6.1. Барорезистивный эффект в тонких пленках SmS, выращенных на подложках (носителях) из различных материалов 281
6.2. Исследование электрических свойств тонких пленок SmS при высоких давлениях 300
6.3. Исследование примесных уровней в тонких поликристаллических пленках SmS методами температурных, барических и частотных измерений электросопротивления 305
6.4. Исследование электропроводности и зонной структуры тонких поликристаллических пленок EuS 311
6.5. Исследование влияния температурных деформаций на барический коэффициент сопротивления тонких поликристаллических пленок SmS 320
6.6. Метод тестовых испытаний полупроводниковых тензорезисторов на основе тонких пленок SmS 324
6.7. Выводы главы VI 328
Заключение 332
Список авторских публикаций по теме диссертации 342
Литература 348
