Электропроводность диарсенида цинка при давлениях 15−50 GPa и температурах 77−400 K

Электропроводность диарсенида цинка при давлениях 15−50 GPa и температурах 77−400 K

При высоких давлениях до 50 GPa измерена электропроводность диарсенида цинка ZnAs₂ при подъеме и сбросе давления, сделан вывод о существовании при P ≈ 40 GPa структурного фазового перехода. По температурным зависимостям электросопротивления показано, что в интервале температур 250−400 K проводимость...

Ausführliche Beschreibung

Gespeichert in:
Bibliographische Detailangaben
Datum:2006
Hauptverfasser: Бабушкин, А.Н., Татур, С.В., Лях, Т.С., Моллаев, А.Ю., Арсланов, Р.К., Сайпулаева, Л.А., Маренкин, С.Ф.
Format: Artikel
Sprache:Russian
Veröffentlicht: Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України 2006
Schriftenreihe:Физика и техника высоких давлений
Online Zugang:http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/70226
Tags: Tag hinzufügen
Keine Tags, Fügen Sie den ersten Tag hinzu!
Назва журналу:Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
Zitieren:Электропроводность диарсенида цинка при давлениях 15−50 GPa и температурах 77−400 K / А.Н. Бабушкин, С.В. Татур, Т.С. Лях, А.Ю. Моллаев, Р.К. Арсланов, Л.А. Сайпулаева, С.Ф. Маренкин // Физика и техника высоких давлений. — 2006. — Т. 16, № 2. — С. 51-54. — Бібліогр.: 6 назв. — рос.

Institution

Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
id irk-123456789-70226
record_format dspace
spelling irk-123456789-702262014-11-01T03:01:24Z Электропроводность диарсенида цинка при давлениях 15−50 GPa и температурах 77−400 K Бабушкин, А.Н. Татур, С.В. Лях, Т.С. Моллаев, А.Ю. Арсланов, Р.К. Сайпулаева, Л.А. Маренкин, С.Ф. При высоких давлениях до 50 GPa измерена электропроводность диарсенида цинка ZnAs₂ при подъеме и сбросе давления, сделан вывод о существовании при P ≈ 40 GPa структурного фазового перехода. По температурным зависимостям электросопротивления показано, что в интервале температур 250−400 K проводимость определяется активационными механизмами, причем энергии активации изменяются с изменением температуры и давления. Рассчитаны барические зависимости энергии активации и коэффициента R₀. The electrical conductivity has been measured with rise and release of pressure at high pressure up to 50 GPa in ZnAs₂, a conclusion of the presence of the structural phase transition at P ≈ 40 GPa has been drawn. According to temperature dependence of the electrical resistance, it was shown that electrical conductivity is defined by activation mechanisms in the temperature range 250−400 K, the activation energy changing with temperature and pressure change. Baric dependences for the activation energy and the coefficient R₀ have been calculated. 2006 Article Электропроводность диарсенида цинка при давлениях 15−50 GPa и температурах 77−400 K / А.Н. Бабушкин, С.В. Татур, Т.С. Лях, А.Ю. Моллаев, Р.К. Арсланов, Л.А. Сайпулаева, С.Ф. Маренкин // Физика и техника высоких давлений. — 2006. — Т. 16, № 2. — С. 51-54. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 0868-5924 PACS: 61.50.Ks http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/70226 ru Физика и техника высоких давлений Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України
institution Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine
collection DSpace DC
language Russian
description При высоких давлениях до 50 GPa измерена электропроводность диарсенида цинка ZnAs₂ при подъеме и сбросе давления, сделан вывод о существовании при P ≈ 40 GPa структурного фазового перехода. По температурным зависимостям электросопротивления показано, что в интервале температур 250−400 K проводимость определяется активационными механизмами, причем энергии активации изменяются с изменением температуры и давления. Рассчитаны барические зависимости энергии активации и коэффициента R₀.
format Article
author Бабушкин, А.Н.
Татур, С.В.
Лях, Т.С.
Моллаев, А.Ю.
Арсланов, Р.К.
Сайпулаева, Л.А.
Маренкин, С.Ф.
spellingShingle Бабушкин, А.Н.
Татур, С.В.
Лях, Т.С.
Моллаев, А.Ю.
Арсланов, Р.К.
Сайпулаева, Л.А.
Маренкин, С.Ф.
Электропроводность диарсенида цинка при давлениях 15−50 GPa и температурах 77−400 K
Физика и техника высоких давлений
author_facet Бабушкин, А.Н.
Татур, С.В.
Лях, Т.С.
Моллаев, А.Ю.
Арсланов, Р.К.
Сайпулаева, Л.А.
Маренкин, С.Ф.
author_sort Бабушкин, А.Н.
title Электропроводность диарсенида цинка при давлениях 15−50 GPa и температурах 77−400 K
title_short Электропроводность диарсенида цинка при давлениях 15−50 GPa и температурах 77−400 K
title_full Электропроводность диарсенида цинка при давлениях 15−50 GPa и температурах 77−400 K
title_fullStr Электропроводность диарсенида цинка при давлениях 15−50 GPa и температурах 77−400 K
title_full_unstemmed Электропроводность диарсенида цинка при давлениях 15−50 GPa и температурах 77−400 K
title_sort электропроводность диарсенида цинка при давлениях 15−50 gpa и температурах 77−400 k
publisher Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України
publishDate 2006
url http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/70226
citation_txt Электропроводность диарсенида цинка при давлениях 15−50 GPa и температурах 77−400 K / А.Н. Бабушкин, С.В. Татур, Т.С. Лях, А.Ю. Моллаев, Р.К. Арсланов, Л.А. Сайпулаева, С.Ф. Маренкин // Физика и техника высоких давлений. — 2006. — Т. 16, № 2. — С. 51-54. — Бібліогр.: 6 назв. — рос.
series Физика и техника высоких давлений
work_keys_str_mv AT babuškinan élektroprovodnostʹdiarsenidacinkapridavleniâh1550gpaitemperaturah77400k
AT tatursv élektroprovodnostʹdiarsenidacinkapridavleniâh1550gpaitemperaturah77400k
AT lâhts élektroprovodnostʹdiarsenidacinkapridavleniâh1550gpaitemperaturah77400k
AT mollaevaû élektroprovodnostʹdiarsenidacinkapridavleniâh1550gpaitemperaturah77400k
AT arslanovrk élektroprovodnostʹdiarsenidacinkapridavleniâh1550gpaitemperaturah77400k
AT sajpulaevala élektroprovodnostʹdiarsenidacinkapridavleniâh1550gpaitemperaturah77400k
AT marenkinsf élektroprovodnostʹdiarsenidacinkapridavleniâh1550gpaitemperaturah77400k
first_indexed 2025-07-05T19:29:32Z
last_indexed 2025-07-05T19:29:32Z
_version_ 1836836478130323456
fulltext Физика и техника высоких давлений 2006, том 16, № 2 51 PACS: 61.50.Ks А.Н. Бабушкин1, С.В. Татур1, Т.С. Лях1, А.Ю. Моллаев2, Р.К. Арсланов2, Л.А. Сайпулаева2, С.Ф. Маренкин3 ЭЛЕКТРОПРОВОДНОСТЬ ДИАРСЕНИДА ЦИНКА ПРИ ДАВЛЕНИЯХ 15−50 GPa И ТЕМПЕРАТУРАХ 77−400 K 1Уральский государственный университет пр. Ленина, 51, г. Екатеринбург, 620083, Россия 2Институт физики Дагестанского научного центра РАН ул. М. Ярагского, 94, г. Махачкала, 367003, Россия E-mail: fvd@xtreem.ru 3Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН Москва, Россия Статья поступила в редакцию 19 сентября 2004 года При высоких давлениях до 50 GPa измерена электропроводность диарсенида цинка ZnAs2 при подъеме и сбросе давления, сделан вывод о существовании при P ≈ 40 GPa структурного фазового перехода. По температурным зависимостям электросо- противления показано, что в интервале температур 250−400 K проводимость оп- ределяется активационными механизмами, причем энергии активации изменяются с изменением температуры и давления. Рассчитаны барические зависимости энер- гии активации и коэффициента R0. Введение Диарсенид цинка относится к полупроводниковым соединениям группы AIIBV и является материалом, анизотропия свойств которого обусловлена наличием связей как Zn–As, так и As–As. Ранее [1] было выявлено, что при гидростатических давлениях до 9 GPa электрические характеристики ZnAs2 не имеют особенностей. В то же время известно [2,3], что в близком по структуре соединении CdAs2 под действием давления возникают фазовые превращения. Поэтому представляет интерес изучение электропроводности ZnAs2 при более высоких давлениях на тех же образцах, что и в [1]. Ранее [4] нами показано, что при обработке давлением в диарсениде цин- ка происходят необратимые изменения. Барические зависимости электриче- ского сопротивления ZnAs2 при первом нагружении существенно отличают- ся от зависимостей, наблюдаемых при повторных нагружениях. Это указы- вает на возникновение ранее неизвестной фазы высокого давления, остаю- Физика и техника высоких давлений 2006, том 16, № 2 52 щейся стабильной после снятия нагрузки. Задача нашего исследования – изучение температурных зависимостей сопротивления фаз низкого и высо- кого давления ZnAs2 с учетом барической предыстории образца. Методика эксперимента Давления от 15 до 50 GPa создавали с помощью камеры высокого давления с наковальнями типа закругленный конус−плоскость [4], изготовленными из син- тетических поликристаллических алмазов типа «карбонадо». Такие наковальни хорошо проводят электрический ток, что позволяет измерять барические и тем- пературные зависимости сопротивления образца, помещенного между наковаль- нями, используемыми в качестве контактов. Данная методика дает возможность циклически изменять давление, приложенное к образцу. Это позволяет не только изучать изменения проводимости при изменении давления, но и анализировать возможные изменения в структуре образца по необратимым изменениям элек- трических свойств (предыстории образца). Измерения проводили в интервале температур 77–400 K. Детально методика измерений описана в [5]. Результаты и их обсуждение Как было показано в [3], поведение сопротивления ZnAs2 зависит от ба- рической предыстории образца (рис. 1). Это позволило сделать предположе- ние о возникновении в ZnAs2 новой фазы при высоком давлении. Рис. 1. Зависимости электросопротивления от давления: 1 – первый ввод и снятие давления, 2 – последующие, детально показанные на нижнем графике: 3 – второй ввод и снятие давления, 4 – третий, 5 – четвертый Рис. 2. Температурные зависимости электросопротивления ZnAs2 (не подвергнуто- го обработке давлением в исходном состоянии) при воздействии последующего давления, GPa: 1 – 22; 2 – 27.5; 3 – 31.5; 4 – 35; 5 – 40; 6 – 44; 7 – 45.5 Физика и техника высоких давлений 2006, том 16, № 2 53 Так как начальная фаза и фаза высокого давления имеют разные электро- физические характеристики, нами изучены температурные зависимости со- противления ZnAs2 при первичном и последующем нагружениях. Зависимости, соответствующие образцу, не подвергнутому обработке давлением, показаны на рис. 2. В области 250−400 K сопротивление имеет активационный характер, существуют переходная и низкотемпературная об- ласти, где сопротивление практически не зависит от температуры. Температурные зависимости сопротивления образца, подвергнутого об- работке давлением, подобны описанным выше (рис. 3), однако диапазон из- менения сопротивления существенно меньше. При низких температурах со- противление от температуры не зависит. На основе этих данных по формуле (1) рассчитаны энергия активации и коэффициент R0, характеризующий подвижность, концентрацию и эффек- тивную массу носителей зарядов в зависимости от давления (рис. 4): kTEaRR / 0e= . (1) Кривые 1 и 4 на рис. 4 соответствуют энергии активации проводимости и коэффициенту R0 для образца, не подвергнутого обработке давлением. Вид- но, что при давлениях ∼ 40 GPa наблюдается максимум энергии активации, коэффициент R0 не характеризуется никакими особенностями. Повторная обработка давлением (кривые 2 и 3) ведет к значительному снижению мак- симума энергии активации и появлению особенности на графике R0. Заключение Изучение влияния высоких давлений до 50 GPa на электрические ха- рактеристики ZnAs2 показали, что под влиянием таких давлений в образце Рис. 3. Температурные зависимости электросопротивления ZnAs2 (подвергнутого обработке давлением в исходном состоянии) при воздействии последующего дав- ления, GPa: 1 – 22; 2 – 27.5; 3 – 35; 4 – 40; 5 – 44; 6 – 45.5; 7 – 47 Рис. 4. Барические зависимости энергии активации (а) и коэффициента R0 (б) Физика и техника высоких давлений 2006, том 16, № 2 54 происходят необратимые изменения электрофизических характеристик. По- лученные результаты свидетельствуют о возможности существования в ZnAs2 структурного перехода при давлениях 35−40 GPa. 1. А.Ю. Моллаев, Л.А. Сайпулаева, Р.К. Арсланов, С.Ф. Габибов, С.Ф. Маренкин, А.Ю. Вольфкович, Неорган. материалы 38, 263 (2002). 2. A.Yu. Mollaev, L.A. Saypulaeva, R.K. Arslanov, S.F. Gabibov, S.F. Marenkin, High Pressure Research 22, 181 (2002). 3. А.Ю. Моллаев, Л.А. Сайпулаева, Р.К. Арсланов, С.Ф. Маренкин, Неорган. мате- риалы 37, 405 (2001). 4. А.Ю. Моллаев, Р.К. Арсланов, Л.А. Сайпулаева, А.Н. Бабушкин, Т.С. Лях, С.В. Татур, С.Ф. Маренкин, А.Ю. Вольфкович, Тез. докл. III Межд. конф. «Фазовые превращения при высоких давлениях», Черноголовка (2004), Р-37. 5. Л.Ф. Верещагин, Е.Н. Яковлев, Г.Н. Степанов, К.Х. Бибаев, Б.В. Виноградов, Письма в ЖЭТФ 16, 240 (1972). 6. A. Babushkin, High Pressure Research 6, 349 (1992). A.N. Babushkin, S.V. Tatur, T.S. Lyakh, A.Yu. Mollaev, R.K. Arslanov, L.A. Saypulaeva, S.F. Marenkin THE ELECTRICAL CONDUCTIVITY OF ZnAs2 AT PRESSURES OF 15−50 GPa AND TEMPERATURES OF 77−400 K The electrical conductivity has been measured with rise and release of pressure at high pressure up to 50 GPa in ZnAs2, a conclusion of the presence of the structural phase tran- sition at P ≈ 40 GPa has been drawn. According to temperature dependence of the electri- cal resistance, it was shown that electrical conductivity is defined by activation mecha- nisms in the temperature range 250−400 K, the activation energy changing with tem- perature and pressure change. Baric dependences for the activation energy and the coeffi- cient R0 have been calculated. Fig. 1. Dependences of electrical resistance on pressure: 1 − the first application and re- lease of pressure, 2 − the following shown in lower graph: 3 − second application and release of pressure, 4 − third, 5 − the fourth one Fig. 2. Temperature dependences for electrical resistance of ZnAs2 (without pressure ef- fect in the original state) processed by pressure, GPa: 1 – 22; 2 – 27.5; 3 – 31.5; 4 – 35, 5 – 40; 6 – 44; 7 – 45.5 Fig. 3. Temperature dependences for electrical resistance of ZnAs2 (pretreated by pres- sure in the original state) processed by pressure, GPa: 1 – 22, 2 – 27.5; 3 – 35; 4 – 40; 5 – 44; 6 – 45.5; 7 – 47 Fig. 4. Baric dependences of activation energy (а) and coefficient R0 (б)

Ähnliche Einträge