Спосіб отримання легованих кристалів pbте n- i p-типу провідності

Спосіб отримання легованих кристалів РЬТе п- і р-типу провідності, який полягає в тому, що вихідну речовину із окремих компонентів, розташовану в кварцовій вакуумованій ампулі поміщають у двозонну піч, температура першої зони якої є вищою від температури плавлення вихідної речовини, а температура другої зони є нижчою від температури плавлення вихідної речовини, ампулу з вихідною речовиною витримують у першій зоні і переміщують у другу зону до здійснення кристалізації, після чого охолоджують до кімнатної температури, який відрізняється тим, що як вихідну речовину використовують чистий свинець і телур, взяті у співвідношенні, що відповідають складу сполуки РЬТе і талій, розташовують в кварцовій вакуумованій ампулі і поміщають у двозонну піч, нагрів у першій зоні проводять при температурі вищій на 290К від температури плавлення сполуки, а у другій - нижче на 290К від температури плавлення сполуки, ампулу з вихідною речовиною витримують у першій зоні і переміщують у другу зону до здійснення кристалізації, після чого охолоджують до кімнатної температури, швидкість переміщення ампули з першої зони в другу зону печі складає 5-10 мм/добу, при температурному градієнті 25 град/см, а охолодження проводять з швидкістю 20 град/год, для отримання кристалів РЬТе р-типу концентрація талію складає Nj| > 0 1 ат %, а п-типу Винахід відноситься до технології напівпровідникових матеріалів і може бути застосований в приладобудуванні, термоелектриці, оптоелектроніці Халькогенідні напівпровідники групи A I V B V I РЬТе, PbSe, PbS, що використовуються як термоелектричні матеріали, а також матеріали інфрачервоної техніки отримують у вигляді моно- чи полікристалів з розплаву або з газової фази (Ю И Равыч, Б А Ефимова, Н А Смирнов Методы исследования полупроводников в применении кхалькогенидам свинца РЬТе, PbSe, PbS Наука М 1968) Однак, ці способи складні, дорогі, не дозволяють плавно керувати електричними і термоелектричними параметрами, отримувати матеріал різного типу провідності Найбільш близьким до запропонованого винаходу є спосіб отримання сполук A I V B V I , який полягає в тому, що вихідну речовину, розташовану в кварцовій вакуумованій ампулі, поміщають у двозонну піч, температура першої зони якої є вищою від температури плавлення вихідної речовини, а температура другої зони є нижчою від температури плавлення вихідної речовини, ампулу з вихідною речовиною витримують у першій зоні, і переміщують у другу зону до здійснення кристалізації, після чого охолоджують до кімнатної температури (Абрикосов М X , Шелимова Л Е Полупроводниковые материалы на основе соединений A IV B ' - M Наука -1975) Однак, даний спосіб не дозволяє отримувати матеріал з заданими параметрами, зокрема р- і птипу провідності В основу винаходу поставлено завдання створити спосіб отримання кристалів РЬТе п-1 р-типу, в якому вибором матеріалу вихідної речовини можна отримати кристали з наперед заданим типом провідності Поставлене завдання вирішується тим, що в способі отримання кристалів A I V B V I , який полягає в тому, що вихідну речовину розташовану в кварцовій вакуумованій ампулі поміщають у двозонну піч, температура першої зони якої є вищою від темпе ВІДПОВІДНО Nj| >0-0,06ат% ю 00 ю 51285 ратури плавлення вихідної речовини, а температура другої зони є нижчою від температури плавлення вихідної речовини, ампулу з вихідною речовиною витримують у першій зоні, і переміщують у другу зону до здійснення кристалізації, після чого охолоджують до кімнатної температури (метод Бріджмена), згідно винаходу, як вихідну речовину використовують свинець і телур, взяті у співвідношенні, що відповідає стехіометричному складу сполуки РЬТе і талій до 2ат %, нагрів у першій зоні проводять при температурі на 290К вище від температури плавлення речовини, швидкість переміщення ампули з першої зони в другу зону печі складає 5 - Юмм/добу, температура другої зони на 290К нижча точки плавлення, а охолодження проводять з швидкістю 20град/год Експериментальне встановлено, що наведений вище режим є оптимальним, так як збільшення температурного градієнта призводить до погіршення структурної досконалості вирощених кристалів (через збільшення напруги у вирощуваному кристалі), зменшення градієнта також небажане, так як може відбутися концентраційне переохолодження розплаву, що приведе до появи мозаїчної структури дефектів Поступове охолодження ампули з швидкістю 20град/год не приводить до збільшення густини дислокацій, які виникають через механічні напруги, що дає можливість отримати матеріал з заданими параметрами На рисунку (Фіг) зображено залежність концентрації носив струму легованих кристалів РЬТе від вмісту талію у шихті Встановлено, що при вмісту талію у шихті NTI > 0,1ат % отримується матеріал тільки р-типу провідності, а при NTI [Vj^] + [Pb* ] ) , вирощені кристали мають тільки діркову провідність (див Фіг) При NTI < ^ РЬ+] ICJ + L і J т [VTC] L а л т н е може компенсувати донорні центри і кристали РЬТе мають n-тип провідності (див Фіг) Отриманий матеріал може бути використаний для створення пристроїв інфрачервоної техніки, в оптоелектроніці 51285 -З lg [NK, см"] 18.8г 18.3 17.8 17.3 I I 0 Г I I I 0 I . I I I 5 1 , 2 5 NTu ат. Фіг. ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71