Введение
1. Обзор литературы.
1.1 .Редкоземельные полупроводники на основе моносульфида самария 11
1.1.1. Свойства полупроводниковых материалов на основе моносульфида самария
1.1.2. Структурные особенности SmS 12
1.1.3. Зонная структура полупроводниковых материалов на основе SmS 13
1.1.4. Электрические свойства моносульфида самария 18
1.1.5. Фазовые переходы в SmS 23
1.1.6. Физические механизмы фазового перехода и термовольтаического эффекта 25
1.2. Понятие области когерентного рассеяния рентгеновского излучения кристаллической решёткой материала
1.2.1.Дифракция рентгеновского излучения кристаллической решёткой вещества в рамках кинематической теории рассеяния 28
1.2.2. Связь величины узлов обратной решётки с размерами области когерентного рассеяния кристаллического вещества 33
1.2.3.Определение размера области когерентного рассеяния и величины микронапряжения 37
2. Приготовление образцов и методики экспериментов.
2.1. Образцы
2.1.1. Приготовление объёмных образцов 40
2.1.2. Приготовление тонких плёнок 41
2.2. Рентгеноструктурный анализ.
2.2.1. Определение параметров кристаллической решётки 44
2.2.2.Качественный и количественный фазовый анализ содержания фаз.
2.2.3.Определение истинного уширения дифракционного отражения методом аппроксимации 45
2.3. Измерение физических величин
2.3.1. Измерение температурного коэффициента линейного расширения дилатометрическим методом 48
2.3.2. Измерение электрических параметров
2.3.3. Измерение коэффициентов диффузии 49
2.3.4. Исследование радиационной стойкости образцов Краткие выводы 50
3. Исследование влияния температуры на структурные особенности SmS.
3.1.Исследование температурной зависимости параметра кристаллической решётки SmS; 51
3.1.1.Поведение параметра кристаллической решётки SmS при нагревании в условиях отсутствия термовольтаического эффекта 52
3.1.2.Параметр кристаллической решётки и коэффициент теплового расширения SmS при наличии термовольтаического эффекта 55
3.2. Особенности фазового состава монокристаллического SmS при повышенных температурах.
3.2.1. Температурная зависимость коэффициента теплового линейного расширения SmS 58
3.2.2. Возникновение фаз с пониженным параметром кристаллической решётки в SmS 61
4. Влияние структурных факторов на электрические свойства SmS.
4.1.Связь структурных особенностей с электропроводностью тонких плёнок SmS 66
4.1.1. Влияние технологических параметров процесса изготовления на свойства плёнок SmS 67
4.1.2. Электропроводность тонких плёнок SmS 70
4.2. Влияние термовольтаического эффекта на электрические свойства тонких плёнок моносульфида самария.
4.2.1.Термовольтаический эффект и электропроводность плёнок SmS 73
4.2.2.Вольт-амперная характеристика и высокоомная фаза SmS 77
4.3. Радиационная стойкость электрических параметров SmS 80
5. Влияние размеров областей когерентного рассеяния (ОКР) рентгеновского излучения на свойства моносульфидов самария.
5.1. Влияние размеров ОКР на процессы диффузии 86
5.1.1. Диффузия Ей в сульфиде самария.
5.1.2. ДиффузияМ в сульфиде самария 91
5.1.3. Коэффициент диффузии электронов в сульфиде самария 92
5.2. Влияние размеров ОКР на электрические свойства SmS
5.2.1. О структуре дефектов в SmS 96
5.2.2. Зависимость концентрации и подвижности носителей зарядов от величины ОКР 99
5.2.3. Способы изменения величины ОКР 104
5.3. Механизм стабилизации металлической фазы материалов на основе SmS при фазовых переходах полупроводник-металл.
5.3.1. Особенности структуры металлической фазы, возникающей под действием механической полировки 108
5.3.2. Механизм стабилизации металлической модификации Sm.i xGdxS при фазовом переходе полупроводник-металл 118
6. Тонкоплёночные термоэлектрические преобразователи на основе SmS 127
6.1. Изготовление тонкоплёночных структур со ступенчато изменяющейся концентрацией дефектных ионов самария.
6.1.1. Технология изготовления структуры и эксперимент 128
6.1.2. Анализ распределения ионов Sm3+ и Sm2+ по толщине тонкоплёночной сэндвич-структуры 129
6.2. Изготовление тонкоплёночных структур с постепенно изменяющейся концентрацией дефектных ионов самария.
6.2.1. Технология изготовления плёночных структур с постепенно изменяющейся концентрацией избыточных ионов самария 133
6.2.2. Анализ структуры плёнки SmS с изменяющейся концентрацией избыточных ионов самария 135
6.3. Измерение коэффициента диффузии Ni в тонких поликристаллических плёнках SmS 137
Заключение 140
