Нецентральные примеси в полупроводниках
Нецентральность примесей является интересным явлением, обнаруженным в
1965 году в кристаллах KCl, легированных Li. Нецентральность проявляется
в смещении атомов малого радиуса, замещающих более крупные атомы, из узлов
решетки. Это смещение может быть достаточно большим, порядка 0.5-1 A.
Причиной нестабильности нецентральных атомов является невозможность
силам отталкивания противодействовать влиянию поляризационных сил
(взаимодействию заряженного иона с поляризацией, наведенной в решетке).
После обнаружения нецентральности атома лития в хлориде калия аналогичные
явления были обнаружены и для ряда других атомов в различных кристаллах
(см. список известных нецентральных примесей).
Исследования узкозонных полупроводников группы A4B6
(в частности, теллурида свинца PbTe и селенида свинца PbSe), легированных
нецентральными примесями (Ge или S) привлекли внимание в связи с явлением
сегнетоэлектричества, индуцируемым этими примесями. Изменения физических
свойств этих полупроводников, вызванные происходящим в них сегнетоэлектрическим
фазовым переходом, могут быть использованы в инфракрасной оптоэлектронике
(в инфракрасных лазерах с непрерывной перестройкой длины волны и
фотоэлектрических приемниках). Подробное описание свойств полупроводников
группы A4B6, содержащих атомы нецентральных примесей,
можно найти в обзоре.
Систематические исследования, проведенные в нашей лаборатории, обнаружили
целый класс нецентральных примесей в полупроводниках группы
A4B6. В четверных твердых растворах этих полупроводников
были обнаружены новые гистерезисные и релаксационные эффекты. Кроме
сегнетоэлектрической фазы, в этих кристаллах были получены и исследованы
две неупорядоченные дипольные структуры: дипольное стекло и замороженный
дипольный беспорядок. Изучено влияние различных примесей на
сегнетоэлектрические фазовые переходы. В настоящее время исследование этих
явлений продолжается с использованием методики
EXAFS-спектроскопии на синхротронном
излучении. Особый интерес при этом вызывают исследования обнаруженного нами
нового класса нецентральных примесей -- нецентральных примесей
большого радиуса.
Состав группы:
Публикации по теме:
- Х.А. Абдуллин, А.И. Лебедев, А.М. Гаськов, В.Н. Демин, В.П. Зломанов.
Структурный фазовый переход в твердом растворе
PbTeS. Письма в ЖЭТФ, 40, 229 (1984).
- Х.А. Абдуллин, В.Н. Демин, А.И. Лебедев.
Рассеяние свободных носителей вблизи
фазового перехода в твердом растворе PbTeS. Физика твердого
тела, 28, 1020 (1986).
- В.Ф. Козловский, А.И. Лебедев, Ю.Е. Петров.
Рентгеновские и электрические исследования
фазового перехода в Pb1-xGexSe. Физика
твердого тела, 28, 3610 (1986).
- А.И. Лебедев, И.А. Случинская.
Фазовые переходы в твердом растворе
Pb1-xGexTe1-ySy, вызванные
упорядочением нецентральных примесей (Ge, S).
Изв. Акад. Наук СССР, сер. физ., 51, 1683 (1987).
- А.И. Лебедев, И.А. Случинская.
О возможности появления фазы
дипольного стекла в твердых растворах полупроводников группы
A4B6.
Письма в ЖЭТФ, 46, 425 (1987).
- В.Ф. Козловский, А.И. Лебедев.
Рентгеновские исследования фазовых
переходов в узкозонных полупроводниках группы A4B6.
Физика твердого тела, 30, 531 (1988).
- А.И. Лебедев, И.А. Случинская.
Структурный беспорядок и фазовый переход
в Pb1-xSnxTe1-ySey.
Физика твердого тела, 32, 1780 (1990).
- А.И. Лебедев, И.А. Случинская. Новые
аргументы в пользу нецентральности атомов олова в
Pb1-xSnxTe1-ySey и
Pb1-xSnxTe1-ySy. Физика
твердого тела, 34, 1491 (1992).
- А.И. Лебедев, И.А. Случинская. Влияние
легирующих примесей на сегнетоэлектрические фазовые переходы в
PbTe1-xSx and Pb1-xGexTe.
Физика твердого тела, 35, 629 (1993).
- A.I. Lebedev and I.A. Sluchinskaya.
Unusual phase transitions in
PbSnTeSe and PbSnTeS crystals induced by Sn off-center ions.
Ferroelectrics, 143, 91 (1993).
- A.I. Lebedev and I.A. Sluchinskaya.
Ferroelectric phase transitions
in IV-VI semiconductors associated with off-center ions.
Ferroelectrics, 157, 275 (1994).
- A.I. Lebedev and I.A. Sluchinskaya.
Low-temperature phase transitions in some
quaternary solid solutions of IV-VI semiconductors.
J. Alloys and Compounds, 203, 51 (1994).
- A.I. Lebedev and I.A. Sluchinskaya.
Influence of random fields on the
ferroelectric phase transitions in IV-VI semiconductors.
Ferroelectrics, 169, 293 (1995).
- А.И. Лебедев, И.А. Случинская, В.Н. Демин, И. Манро.
Исследование методом EXAFS-спектроскопии
влияния примесей на фазовый переход в GeTe.
Изв. Акад. Наук, сер. физ., 60, N 10, 46 (1996).
- A.I. Lebedev, I.A. Sluchinskaya, V.N. Demin and
I.H. Munro. Off-centering of Pb and Sn
impurities in GeTe induced by strong local stress.
The 9th Int. Conf. on X-ray Absorption Fine Structure (Grenoble,
August 1996), Program and Abstracts, Abstract PS3-82.
- А.И. Лебедев, И.А. Случинская, В.Н. Демин, И. Манро.
Нецентральность примесных атомов Pb и Sn,
индуцированная сильным локальным напряжением в решетке GeTe.
Письма в ЖЭТФ, 63, 600 (1996).
- A.I. Lebedev, I.A. Sluchinskaya, V.N. Demin and I.H. Munro.
Off-centering of Pb and Sn impurities in
GeTe. Phys. Rev. B, 55, 14770 (1997).
- A.I. Lebedev, I.A. Sluchinskaya, V.N. Demin and I.H. Munro.
Influence of Se, Pb and Mn impurities on the
ferroelectric phase transition in GeTe studied by EXAFS.
Phase Transitions, 60, 67 (1997).
- A. Lebedev, I. Sluchinskaya, I. Munro.
EXAFS study of PbS-SnS solid solution.
J. Synchr. Rad., 8, 800 (2001).
- A.I. Lebedev, I.A. Sluchinskaya. Direct
determination of the shape of potential well for off-center Ge atom in
GeTe-SnTe solid solution by EXAFS technique.
7th Russia/CIS/Baltic/Japan Symposium on Ferroelectricity
(St. Petersburg, June 2002), Abstract book, p. 29.
- A.I. Lebedev, I.A. Sluchinskaya.
EXAFS study of the influence of
impurities on the phase transition in GeTe. Ferroelectrics,
298, 189 (2004).
- A.I. Lebedev, I.A. Sluchinskaya.
A new method for determining parameters
of the potential well of off-center atoms from EXAFS data.
Crystallography Reports, 49, Suppl. 1, S94 (2004).
- А.И. Лебедев, И.А. Случинская.
Новый метод определения параметров
потенциальной ямы нецентральных атомов с помощью EXAFS-спектроскопии.
Вестник Моск. ун-та, сер. физ., астрон., N 6, 46-50 (2005).
- А.И. Лебедев, И.А. Случинская.
Учет квантовых эффектов при обработке
спектров EXAFS в системах с высокой степенью ангармонизма.
Тез. докл. 5-й Национальной конф. по применению рентгеновского,
синхротронного излучений, нейтронов и электронов для исследования
наноматериалов и наносистем (РСНЭ НАНО-2005), с. 366.
- А.И. Лебедев, И.А. Случинская.
Параметры потенциальной ямы нецентрального
атома Ge в твердом растворе GeTe-SnTe.
Физика твердого тела, 49, 1077 (2007).
- А.И. Лебедев, И.А. Случинская, А. Ерко, А.А. Велигжанин, А.А. Чернышов.
Локальное окружение примеси свинца в
титанатах бария, стронция и кальция по данным XAFS-спектроскопии.
Физика твердого тела, 51, 940 (2009).
- А.И. Лебедев, И.А. Случинская, А. Ерко, В.Ф. Козловский. Прямое
доказательство нецентральности примеси Mn в SrTiO3. Письма
в ЖЭТФ, 89, 545 (2009).
Исследования полупроводников и сегнетоэлектриков
с помощью EXAFS
На основную страницу