Фазовые превращения в CdAs₂ и ZnAs₂ при высоком давлении
На ориентированных монокристаллах CdAs₂ и ZnAs₂ измерены удельное электросопротивление и коэффициент Холла при гидростатическом давлении до 9 GPa и определены барические зависимости электросопротивления при квазигидростатике до 50 GPa. В CdAs₂ на барических зависимостях электросопротивления и коэффи...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Физика и техника высоких давлений |
|---|---|
| Дата: | 2005 |
| Автори: | , , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Російська |
| Опубліковано: |
Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України
2005
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70118 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Цитувати: | Фазовые превращения в CdAs₂ и ZnAs₂ при высоком давлении / А.Ю. Моллаев, Р.К. Арсланов, Л.А. Сайпулаева, А.Н. Бабушкин, Т.С. Лях, С.В. Татур, С.Ф. Маренкин, С.Г. Михайлов // Физика и техника высоких давлений. — 2005. — Т. 15, № 1. — С. 102-106. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859828266555146240 |
|---|---|
| author | Моллаев, А.Ю. Арсланов, Р.К. Сайпулаева, Л.А. Бабушкин, А.Н. Лях, Т.С. Татур, С.В. Маренкин, С.Ф. Михайлов, С.Г. |
| author_facet | Моллаев, А.Ю. Арсланов, Р.К. Сайпулаева, Л.А. Бабушкин, А.Н. Лях, Т.С. Татур, С.В. Маренкин, С.Ф. Михайлов, С.Г. |
| citation_txt | Фазовые превращения в CdAs₂ и ZnAs₂ при высоком давлении / А.Ю. Моллаев, Р.К. Арсланов, Л.А. Сайпулаева, А.Н. Бабушкин, Т.С. Лях, С.В. Татур, С.Ф. Маренкин, С.Г. Михайлов // Физика и техника высоких давлений. — 2005. — Т. 15, № 1. — С. 102-106. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Физика и техника высоких давлений |
| description | На ориентированных монокристаллах CdAs₂ и ZnAs₂ измерены удельное электросопротивление и коэффициент Холла при гидростатическом давлении до 9 GPa и определены барические зависимости электросопротивления при квазигидростатике до 50 GPa. В CdAs₂ на барических зависимостях электросопротивления и коэффициента Холла при подъеме давления при P ≈ 5.5 GPa наблюдаются фазовые переходы, положения которых не зависят от кристаллографической ориентации образца. В ZnAs₂ предполагается наличие двух фазовых переходов: 1) в диапазоне давлений P = 10–15 GPa и 2) при P = 25−30 GPa.
In the oriented monocrystals of CdAs₂ and ZnAs₂ there have been measured the specific resistance and Hall coefficient at the hydrostatic pressure up to 9 GPa and baric dependences of electrical resistance at the quasi-hydrostatics up to 50 GPa have been determined. Phase transitions whose locations are independent of the crystallographic orientation of the sample have been observed in CdAs₂ on the baric dependences of electrical resistance and Hall coefficient at pressure rise for P ≈ 5.5 GPa. Two phase transitions have been supposed to be in ZnAs₂, the first one in the pressure range P = 10−15 GPa and the second one at P = 25−30 GPa.
|
| first_indexed | 2025-12-07T15:30:39Z |
| format | Article |
| fulltext |
Физика и техника высоких давлений 2005, том 15, № 1
102
PACS: 72.20.–i
А.Ю. Моллаев1, Р.К. Арсланов1, Л.А. Сайпулаева1, А.Н. Бабушкин2,
Т.С. Лях2, С.В. Татур2, С.Ф. Маренкин3, С.Г. Михайлов3
ФАЗОВЫЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ В CdAs2 И ZnAs2 ПРИ ВЫСОКОМ
ДАВЛЕНИИ
1Институт физики Дагестанского научного центра РАН
ул. М. Ярагского, 94, г. Махачкала, 367003, Россия
E-mail: a.mollaev@mail.ru
2Уральский государственный университет им. А.М. Горького
пр. Ленина, 51, г. Екатеринбург, 620083, Россия
3Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН
Москва, Россия
На ориентированных монокристаллах CdAs2 и ZnAs2 измерены удельное электро-
сопротивление и коэффициент Холла при гидростатическом давлении до 9 GPa и
определены барические зависимости электросопротивления при квазигидростати-
ке до 50 GPa. В CdAs2 на барических зависимостях электросопротивления и коэф-
фициента Холла при подъеме давления при P ≈ 5.5 GPa наблюдаются фазовые пе-
реходы, положения которых не зависят от кристаллографической ориентации
образца. В ZnAs2 предполагается наличие двух фазовых переходов: 1) в диапазоне
давлений P = 10–15 GPa и 2) при P = 25−30 GPa.
Введение
Диарсениды цинка и кадмия относятся к полупроводникам AIIBV и кри-
сталлизуются в моноклинной и тетрагональной сингониях соответственно.
Особенностью структур этих соединений является наличие, наряду со свя-
зями M−As, связей между атомами As, которые образуют зигзагообразные
структуры, вытянутые вдоль оси C, что обусловливает значительную анизо-
тропию электрических свойств [1].
ZnAs2 и CdAs2 − наименее исследованные соединения группы AIIBV. Ли-
тературные данные, посвященные изучению фазовых переходов в этих со-
единениях под давлением, крайне ограничены и противоречивы. Для поли-
кристаллических образцов ZnAs2 удельное электросопротивление измерено
на наковальнях Бриджмена при давлениях до 11 GPa при 25°C [2], а для
CdAs2 − в аппаратах высокого давления типа «наковальня с лункой» [2,3].
Физика и техника высоких давлений 2005, том 15, № 1
103
Представляло интерес исследование удельного электросопротивления и эф-
фекта Холла на монокристаллических образцах ZnAs2 и CdAs2.
Методика эксперимента
Были измерены удельное электросопротивление ρ и коэффициент Холла
RH на образцах CdAs2 и ZnAs2 при гидростатическом давлении до 9 GPa в
аппаратах высокого давления типа «Тороид» [4,5] и до 50 GPa в алмазных
камерах высокого давления с наковальнями типа «закругленный ко-
нус−плоскость», изготовленными из синтетических алмазов [6,7].
Исследованы две группы образцов n-CdAs2, которые имели следующие пара-
метры: n = (3−4)·1014 cm−3, ρ = 7−11 Ω·cm и n = (1−2)⋅1014 cm−3, ρ = 27−40 Ω·cm
соответственно. Образцы были ориентированы так, чтобы ребра параллеле-
пипедов совпадали с кристаллографическими направлениями [100] и [001].
Монокристаллы р-ZnAs2 при гидростатическом давлении до 9 GPa имели
следующие параметры: ρ = 6.3 Ω·cm, |RH| = 7.25 cm3/C. Контакты для изме-
рения электрических свойств изготовляли пайкой припоями на основе олова.
Погрешность измерений электросопротивления, эффекта Холла и давления
не превышала соответственно ±3; 3.5 и 3%.
Результаты и обсуждения
В монокристаллах CdAs2 вырезанных по кристаллографическим направле-
ниям [100] и [001] на барических зависимостях ρ(Р) и RH(P) при компрессии
наблюдается структурный фазовый переход при P = 5.5 GPa (рис. 1). На образ-
цах, ориентированных по кристаллографическому направлению [100], при
P = 3 GPa наблюдается еще один максимум (рис. 1,a). Картина в образцах,
вырезанных по кристаллографическому направлению [001], имеет
12
а б
Рис. 1. Барические зависимости удельного электросопротивления ρ (кривая 1) и
коэффициента Холла RH (кривая 2) для образцов CdAs2, ориентированных по кри-
сталлографическим направлениям [100] (а) и [001] (б), при комнатной температуре
Физика и техника высоких давлений 2005, том 15, № 1
104
более сложный характер. В них
обнаружено два максимума: при
P = 1.8 GPa и P = 3 GPa (рис. 1,б).
Появление этих максимумов, ве-
роятно, связано с особенностями
зонной структуры CdAs2, по-
скольку известно, что в его за-
прещенной зоне имеются один
мелкий и два глубоких донорных
уровня [1]. Фазовый переход на-
блюдается также и при деком-
прессии давления P ≈ 3.1 GPa.
Анализ значений концентраций
и подвижностей CdAs2 до и после
фазового перехода для образцов,
ориентированных по направлениям [100] и [001], позволяет сделать вывод, что в
обоих случаях мы имеем фазовый переход полупроводник−полупроводник.
С ростом давления величина ρ в ZnAs2 падает на порядок, а RH − на два
порядка. При P = 7 GPa ρ и RH выходят на насыщение (рис. 2).
Так как в ZnAs2 по аналогии с CdAs2 ожидаемый фазовый переход не был
обнаружен, мы предположили, что он должен наблюдаться при более высо-
ких давлениях. С этой целью были проведены исследования в алмазных ка-
мерах при давлениях до 50 GPa.
При увеличении давления, начиная с некоторого значения P ≥ 10 GPa,
сопротивление образца p-ZnAs2 уменьшается и при 35−40 GPa имеет мак-
симум (рис. 3,a), который был нами интерпретирован как фазовый переход.
а б
Рис. 3. Барические зависимости сопротивления R ZnAs2 для 1-го (а) и 3-го (б) цик-
лов подъема и сброса давления при комнатной температуре
Рис. 2. Барические зависимости удельного
электросопротивления ρ (кривая 1) и коэф-
фициента Холла RH (кривая 2) ZnAs2 при
комнатной температуре
Физика и техника высоких давлений 2005, том 15, № 1
105
Сравнительный анализ результатов, полученных при гидростатическом дав-
лении и в алмазных камерах, позволяет предположить, что в диапазоне дав-
лений P = 10−15 GPa наблюдается растянутый фазовый переход. Необрабо-
танный давлением материал при давлении около 10 GPa имеет весьма высо-
кое (~ 3⋅103 Ω) сопротивление.
При снижении давления после достижения его максимального значения
барическая зависимость сопротивления не совпадает с таковой для исход-
ного материала. В последующих циклах повышения и снижения давления
сопротивление образца изменяется с некоторым гистерезисом. Заметим,
что если снизить давление до атмосферного, то при последующем нагру-
жении барическое поведение сопротивления сохраняется и отличается от
исходного.
Полученные данные свидетельствуют, что при обработке давлением в
ZnAs2 возникают необратимые изменения, и образующаяся фаза высокого
давления остается устойчивой при нормальных условиях.
Заключение
На ориентированных по кристаллографическим направлениям [100] и
[001] образцах n-CdAs наблюдались фазовые переходы полупровод-
ник−полупроводник при P = 5.5 GPa при подъеме давления и P = 3.1 GPa
при сбросе давления. Сделан вывод о независимости положения фазового
перехода от кристаллографических направлений.
На основе анализа барических зависимостей p-ZnAs2 ρ(P) при гидроста-
тическом давлении до 9 GPa и R(P) при квазигидростатике до 50 GPa авторы
пришли к заключению, что в диапазоне давлений P = 10−15 GPa, вероятно,
имеется фазовый переход. Второй фазовый переход наблюдается на кривой
R(P) при квазигидростатическом давлении P = 25−30 GPa. Для однозначного
решения о природе фазовых переходов в арсенидах кадмия и цинка необхо-
димо провести рентгеноструктурные исследования в изучаемом диапазоне
давлений.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фунда-
ментальных исследований (проекты № 02-02-17888 и № 03-02-17677) и про-
екта РАН «Физика и механика сильно сжатого вещества и проблемы внут-
реннего строения земли и планет».
1. С.Ф. Маренкин, В.А. Морозова, Неорган. материалы 35, 1190 (1999).
2. J.B. Clark, C.W.F.T. Pistorius, High Temp.−High Pressures 5, 319 (1973).
3. В.Б. Шипило, Е.М. Плышевский, И.М. Бельский, Физика газовых и твердофаз-
ных давлений, Наука, Москва (1978).
4. L.G. Khvostantsev, V.A. Sidorov, Phys. Status Solidi A64, 379 (1981).
5. А.Ю. Моллаев, Л.А. Сайпулаева, Р.К. Арсланов, С.Ф. Маренкин, Неорган. мате-
риалы 37, 403 (2001).
Физика и техника высоких давлений 2005, том 15, № 1
106
6. Л.Ф. Верещагин, Е.Н. Яковлев, Г.Н. Степанов, К.Х. Бибаев, Б.В. Виноградов,
Письма в ЖЭТФ 16, 240 (1972).
7. A.N. Babushkin, High Pressure Research 6, 349 (1992).
A.Yu. Mollaev, R.K. Arslanov, L.A. Saipulaeva, A.N. Babushkin, T.S. Lyakh, S.V. Tatur,
S.F. Marenkin, S.G. Mikhailov
PHASE TRANSFORMATIONS IN CdAs2 AND ZnAs2
AT THE HYDROSTATIC PRESSURE
In the oriented monocrystals of CdAs2 and ZnAs2 there have been measured the specific
resistance and Hall coefficient at the hydrostatic pressure up to 9 GPa and baric depen-
dences of electrical resistance at the quasi-hydrostatics up to 50 GPa have been deter-
mined. Phase transitions whose locations are independent of the crystallographic orienta-
tion of the sample have been observed in CdAs2 on the baric dependences of electrical
resistance and Hall coefficient at pressure rise for P ≈ 5.5 GPa. Two phase transitions
have been supposed to be in ZnAs2, the first one in the pressure range P = 10−15 GPa and
the second one at P = 25−30 GPa.
Fig. 1. Baric dependences of the specific resistance ρ (curve 1) and Hall coefficient RH
(curve 2) for samples of CdAs2 oriented along crystallographic directions [100] (а) and
[001] (б) at the room temperature
Fig. 2. Baric dependences of the specific resistance ρ (curve 1) and Hall coefficient RH
(curve 2) of ZnAs2 at the room temperature
Fig. 3. Baric dependences of ZnAs2 resistance R for the 1st (а) and 3rd (б) cycles of pres-
sure rise and relief at the room temperature
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-70118 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 0868-5924 |
| language | Russian |
| last_indexed | 2025-12-07T15:30:39Z |
| publishDate | 2005 |
| publisher | Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Моллаев, А.Ю. Арсланов, Р.К. Сайпулаева, Л.А. Бабушкин, А.Н. Лях, Т.С. Татур, С.В. Маренкин, С.Ф. Михайлов, С.Г. 2014-10-28T19:58:20Z 2014-10-28T19:58:20Z 2005 Фазовые превращения в CdAs₂ и ZnAs₂ при высоком давлении / А.Ю. Моллаев, Р.К. Арсланов, Л.А. Сайпулаева, А.Н. Бабушкин, Т.С. Лях, С.В. Татур, С.Ф. Маренкин, С.Г. Михайлов // Физика и техника высоких давлений. — 2005. — Т. 15, № 1. — С. 102-106. — Бібліогр.: 7 назв. — рос. 0868-5924 PACS: 72.20.–i https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70118 На ориентированных монокристаллах CdAs₂ и ZnAs₂ измерены удельное электросопротивление и коэффициент Холла при гидростатическом давлении до 9 GPa и определены барические зависимости электросопротивления при квазигидростатике до 50 GPa. В CdAs₂ на барических зависимостях электросопротивления и коэффициента Холла при подъеме давления при P ≈ 5.5 GPa наблюдаются фазовые переходы, положения которых не зависят от кристаллографической ориентации образца. В ZnAs₂ предполагается наличие двух фазовых переходов: 1) в диапазоне давлений P = 10–15 GPa и 2) при P = 25−30 GPa. In the oriented monocrystals of CdAs₂ and ZnAs₂ there have been measured the specific resistance and Hall coefficient at the hydrostatic pressure up to 9 GPa and baric dependences of electrical resistance at the quasi-hydrostatics up to 50 GPa have been determined. Phase transitions whose locations are independent of the crystallographic orientation of the sample have been observed in CdAs₂ on the baric dependences of electrical resistance and Hall coefficient at pressure rise for P ≈ 5.5 GPa. Two phase transitions have been supposed to be in ZnAs₂, the first one in the pressure range P = 10−15 GPa and the second one at P = 25−30 GPa. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проекты № 02-02-17888 и № 03-02-17677) и проекта РАН «Физика и механика сильно сжатого вещества и проблемы внутреннего строения земли и планет». ru Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України Физика и техника высоких давлений Фазовые превращения в CdAs₂ и ZnAs₂ при высоком давлении Фазові перетворення у CdAs₂ и ZnAs₂ при високому тиску Phase transformations in CdAs₂ and ZnAs₂ at the hydrostatic pressure Article published earlier |
| spellingShingle | Фазовые превращения в CdAs₂ и ZnAs₂ при высоком давлении Моллаев, А.Ю. Арсланов, Р.К. Сайпулаева, Л.А. Бабушкин, А.Н. Лях, Т.С. Татур, С.В. Маренкин, С.Ф. Михайлов, С.Г. |
| title | Фазовые превращения в CdAs₂ и ZnAs₂ при высоком давлении |
| title_alt | Фазові перетворення у CdAs₂ и ZnAs₂ при високому тиску Phase transformations in CdAs₂ and ZnAs₂ at the hydrostatic pressure |
| title_full | Фазовые превращения в CdAs₂ и ZnAs₂ при высоком давлении |
| title_fullStr | Фазовые превращения в CdAs₂ и ZnAs₂ при высоком давлении |
| title_full_unstemmed | Фазовые превращения в CdAs₂ и ZnAs₂ при высоком давлении |
| title_short | Фазовые превращения в CdAs₂ и ZnAs₂ при высоком давлении |
| title_sort | фазовые превращения в cdas₂ и znas₂ при высоком давлении |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70118 |
| work_keys_str_mv | AT mollaevaû fazovyeprevraŝeniâvcdas2iznas2privysokomdavlenii AT arslanovrk fazovyeprevraŝeniâvcdas2iznas2privysokomdavlenii AT saipulaevala fazovyeprevraŝeniâvcdas2iznas2privysokomdavlenii AT babuškinan fazovyeprevraŝeniâvcdas2iznas2privysokomdavlenii AT lâhts fazovyeprevraŝeniâvcdas2iznas2privysokomdavlenii AT tatursv fazovyeprevraŝeniâvcdas2iznas2privysokomdavlenii AT marenkinsf fazovyeprevraŝeniâvcdas2iznas2privysokomdavlenii AT mihailovsg fazovyeprevraŝeniâvcdas2iznas2privysokomdavlenii AT mollaevaû fazovíperetvorennâucdas2iznas2privisokomutisku AT arslanovrk fazovíperetvorennâucdas2iznas2privisokomutisku AT saipulaevala fazovíperetvorennâucdas2iznas2privisokomutisku AT babuškinan fazovíperetvorennâucdas2iznas2privisokomutisku AT lâhts fazovíperetvorennâucdas2iznas2privisokomutisku AT tatursv fazovíperetvorennâucdas2iznas2privisokomutisku AT marenkinsf fazovíperetvorennâucdas2iznas2privisokomutisku AT mihailovsg fazovíperetvorennâucdas2iznas2privisokomutisku AT mollaevaû phasetransformationsincdas2andznas2atthehydrostaticpressure AT arslanovrk phasetransformationsincdas2andznas2atthehydrostaticpressure AT saipulaevala phasetransformationsincdas2andznas2atthehydrostaticpressure AT babuškinan phasetransformationsincdas2andznas2atthehydrostaticpressure AT lâhts phasetransformationsincdas2andznas2atthehydrostaticpressure AT tatursv phasetransformationsincdas2andznas2atthehydrostaticpressure AT marenkinsf phasetransformationsincdas2andznas2atthehydrostaticpressure AT mihailovsg phasetransformationsincdas2andznas2atthehydrostaticpressure |