Експрес-спосіб дослідження енергетичної структури твердих тіл в області фазових переходів

Експрес-спосіб дослідження енергетичної структури твердих тіл в області фазових переходів, який включає визначення енергетичного положення краю фундаментального поглинання (КП) 33019 прототипом є простим і високочутливим способом дослідження КП і характеру фазових переходів в твердих тіла х. Спосіб також дозволяє на основі вимірювань ізоабсорбційних кривих на різних рівнях поглинання судити про форму КП, визначати параметри правила Урбаха, характерного для оптики конденсованого стану і т. п. Спосіб здійснюють таким чином. В процесі вимірювання порівнюються величини сигналів І та І0 від дво х фотоприймачів, які фіксують випромінювання, що проходить через діафрагму з досліджуваним зразком (І) і без нього (І0). Підсилені сигнали І та І 0 подаються на вхід двокоординатного самописця і ПЕОМ. Дослідження при гідростатичних тисках здійснюють в тривіконній оптичній камері високого тиску з середовищем бензину з показником заломлення рівним 1,7, що значно зменшує відбивання світла від поверхні кристала. Використання тривіконної оптичної камери високого тиску не виключає можливостей температурних та польових вимірювань. Без врахування відбивання світла зв'язок між величинами І, І0 та Т визначається співвідношенням І=ТІ 0, де всі величини залежні від енергії світла hn. Порядок вимірювання такий. Фіксуємо певну величину Т, яка відповідає вибраному значенню a=const із середини інтервалу 0,3£ad£03, де d - товщина зразка. Величина a=const задає нахил залежності І від І0 (фіг. 1). Зміна зовнішньої дії призводить до зміни величини пропускання Т до значення Т1 або Т2 (фіг. 1). Зміною енергії падаючого світла за допомогою монохроматора добиваємося зменшення або зростання величини пропускання Т1 або Т2 до заданого значення T=const. Фіксуючи hn при даних значення t, р, Е - отримуємо залежність Eag (t, p, Е), яка характеризує температурну, баричну або польову залежність КП і відповідно ширини забороненої зони досліджуваних твердих тіл. Похибка ΔЕag (t, p, Е) в даному способі становить ±5·10-4 еВ. Можливий автоматичний режим вимірювань, при якому енергія падаючого світла змінюється за допомогою крокового двигуна, з'єднаного з барабаном монохроматора по команді комп’ютера. Приклад конкретного використання запропонованого способу. За допомогою експрес-способу проведено дослідження температурної зміни енергетичного положення КП халькогенідних сегнетоелектричних кристалів SbSJ, Sn2P2S6 та Sn2P2Se6 (фіг. 2) в околі їх ФП. Приклад 1. Експериментально отримано, що величина стрибка Еag при ФП 1-го роду в SbSJ (Т0=295 К) становить 0,015 еВ. Приклад 2. В кристалі Sn2P2S6 при Т=Т0=337 К спостерігається злом в залежності Еag (Т), що свідчить про ФП 2-го роду. Приклад 3. Для кристалів Sn2P2Se6 температурний інтервал між скачком Еag =0,05 еВ при Т0=197 К і зломом Еag при Т1=221 К задає температурний інтервал існування неспівмірної фази. Отримані залежності Еag (Т) добре узгоджуються із відповідними даними із досліджень КП в цих кристалах [3, 4]. Отже, запропонований експрес-спосіб характеризується простотою у виконанні, високою чутливістю дослідження КП і характеру ФП в твердих тілах, що підтверджується узгодженням одержаних результатів із літературними даними. Винахід може бути використаний в науково-дослідних лабораторіях при дослідженні енергетичної структури твердих тіл, зокрема, напівпровідників, діелектриків, тисків, електричних полів тощо в області фазових переходів. Джерела інформації. 1. Мосс Т.О. Оптические свойства полупроводников // ИЛ, 1961. 2. Герзанич Е.И., Брызгалов И.А., Рыкчеев А.Д., Ляховицкая В.А. Оптические постоянные монокристаллов SbSJ // Кристаллография. – 1968. - Т. 13. - Вып. 3. - С. 898-900 (прототип). 3. Герзанич Е.И., Фридкин В.М. Сегнетоэлектрики типа А21VB2VC 6V1 . – М.: Наука, 1982. – 229 с. 4. Край фундаментального поглощения в кристаллах Sn2P 2(SeXS1-X) 6. Сливка А.Г., Герзанич Е.И., Гуранич П.П., Шуста В.С. // Оптика анизотропных сред: Межвед. сб. МФТИ. – 1987. – С. 113-115. 2 Фіг. 1 33019 3 Фіг. 2 33019 4 33019 __________________________________________________________ ДП "Український інститут промислової власності" (Укрпатент) Україна, 01133, Київ-133, бульв. Лесі Українки, 26 (044) 295-81-42, 295-61-97 __________________________________________________________ Підписано до друку ________ 2001 р. Формат 60х84 1/8. Обсяг ______ обл.-вид. арк. Тираж 50 прим. Зам._______ ____________________________________________________________ УкрІНТЕІ, 03680, Київ-39 МСП, вул. Горького, 180. (044) 268-25-22 ___________________________________________________________ 5