Барические и температурные зависимости кинетических коэффициентов в ферромагнитном полупроводнике Cd1-xMnxGeP₂
При атмосферном давлении измерены температурные зависимости удельного сопротивления ρ и коэффициента Холла RH в диапазоне температур 77−400 K. Определена энергия ионизации мелкого акцепторного уровня Ea. Полученные результаты хорошо согласуются с литературными данными. При гидростатических давлениях...
Збережено в:
| Опубліковано в: : | Физика и техника высоких давлений |
|---|---|
| Дата: | 2007 |
| Автори: | , , , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Russian |
| Опубліковано: |
Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України
2007
|
| Онлайн доступ: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70321 |
| 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: | Барические и температурные зависимости кинетических коэффициентов в ферромагнитном полупроводнике Cd₁₋xMnxGeP₂ / А.Ю. Моллаев, И.К. Камилов, Р.К. Арсланов, У.З. Залибеков, В.М. Новоторцев, С.Ф. Маренкин, С.А. Варнавский // Физика и техника высоких давлений. — 2007. — Т. 17, № 2. — С. 68-75. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
Репозитарії
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-70321 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
Моллаев, А.Ю. Камилов, И.К. Арсланов, Р.К. Залибеков, У.З. Новоторцев, В.М. Маренкин, С.Ф. Варнавский, С.А. 2014-11-02T16:47:37Z 2014-11-02T16:47:37Z 2007 Барические и температурные зависимости кинетических коэффициентов в ферромагнитном полупроводнике Cd₁₋xMnxGeP₂ / А.Ю. Моллаев, И.К. Камилов, Р.К. Арсланов, У.З. Залибеков, В.М. Новоторцев, С.Ф. Маренкин, С.А. Варнавский // Физика и техника высоких давлений. — 2007. — Т. 17, № 2. — С. 68-75. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. 0868-5924 PACS: 72.20.−i https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70321 При атмосферном давлении измерены температурные зависимости удельного сопротивления ρ и коэффициента Холла RH в диапазоне температур 77−400 K. Определена энергия ионизации мелкого акцепторного уровня Ea. Полученные результаты хорошо согласуются с литературными данными. При гидростатических давлениях до 5 GPa и T = 300 K измерены удельное электросопротивление и коэффициент Холла в образцах Cd₁₋xMnxGeP₂ (x = 0−0.19). При P = 3.2 GPa соединение CdGeP₂ диссоциирует с образованием фаз CdP₂ и Ge. Введение марганца упрочняет кристаллическую структуру CdGeP₂. Для образца Cd₀.₈₁Mn₀.₁₉GeP₂ характерен обратимый фазовый переход при P = 3.5 GPa. Temperature dependences of specific resistance ρ and Hall coefficient RH have been measured under atmospheric pressure and T = 77−400 K. Ionization energy of small acceptor level Ea has been determined. The results agree well with the literary data. Specific electrical resistance and Hall coefficient for samples of Cd₁₋xMnxGeP₂ (x = 0−0.19) have been measured at hydrostatic pressures up to 5 GPa and at 300 K. At P = 3.2 GPa, dissociation of solid solution Cd₁₋xMnxGeP₂ leads to the formation of separate phases of CdP₂ and Ge for x < 0.19. The addition of Mn stabilizes the crystal structure of CdGeP₂ and for the compound Cd₀.₈₁Mn₀.₁₉GeP₂ a reversible phase transition at P = 3.5 GPa is the case. Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований (проекты № 05-03-33068, № 05-02-16608) и проекта Президиума РАН «Физика и механика сильно сжатого вещества и проблем внутреннего строения Земли и планет». ru Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України Физика и техника высоких давлений Барические и температурные зависимости кинетических коэффициентов в ферромагнитном полупроводнике Cd1-xMnxGeP₂ Баричні і температурні залежності кінетичних коефіцієнтів у феромагнітному напівпровіднику Cd₁₋xMnxGeP₂ Baric and temperature dependences of kinetic coefficients in ferromagnetic semiconductor Cd₁₋xMnxGeP₂ Article published earlier |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| title |
Барические и температурные зависимости кинетических коэффициентов в ферромагнитном полупроводнике Cd1-xMnxGeP₂ |
| spellingShingle |
Барические и температурные зависимости кинетических коэффициентов в ферромагнитном полупроводнике Cd1-xMnxGeP₂ Моллаев, А.Ю. Камилов, И.К. Арсланов, Р.К. Залибеков, У.З. Новоторцев, В.М. Маренкин, С.Ф. Варнавский, С.А. |
| title_short |
Барические и температурные зависимости кинетических коэффициентов в ферромагнитном полупроводнике Cd1-xMnxGeP₂ |
| title_full |
Барические и температурные зависимости кинетических коэффициентов в ферромагнитном полупроводнике Cd1-xMnxGeP₂ |
| title_fullStr |
Барические и температурные зависимости кинетических коэффициентов в ферромагнитном полупроводнике Cd1-xMnxGeP₂ |
| title_full_unstemmed |
Барические и температурные зависимости кинетических коэффициентов в ферромагнитном полупроводнике Cd1-xMnxGeP₂ |
| title_sort |
барические и температурные зависимости кинетических коэффициентов в ферромагнитном полупроводнике cd1-xmnxgep₂ |
| author |
Моллаев, А.Ю. Камилов, И.К. Арсланов, Р.К. Залибеков, У.З. Новоторцев, В.М. Маренкин, С.Ф. Варнавский, С.А. |
| author_facet |
Моллаев, А.Ю. Камилов, И.К. Арсланов, Р.К. Залибеков, У.З. Новоторцев, В.М. Маренкин, С.Ф. Варнавский, С.А. |
| publishDate |
2007 |
| language |
Russian |
| container_title |
Физика и техника высоких давлений |
| publisher |
Донецький фізико-технічний інститут ім. О.О. Галкіна НАН України |
| format |
Article |
| title_alt |
Баричні і температурні залежності кінетичних коефіцієнтів у феромагнітному напівпровіднику Cd₁₋xMnxGeP₂ Baric and temperature dependences of kinetic coefficients in ferromagnetic semiconductor Cd₁₋xMnxGeP₂ |
| description |
При атмосферном давлении измерены температурные зависимости удельного сопротивления ρ и коэффициента Холла RH в диапазоне температур 77−400 K. Определена энергия ионизации мелкого акцепторного уровня Ea. Полученные результаты хорошо согласуются с литературными данными. При гидростатических давлениях до 5 GPa и T = 300 K измерены удельное электросопротивление и коэффициент Холла в образцах Cd₁₋xMnxGeP₂ (x = 0−0.19). При P = 3.2 GPa соединение CdGeP₂ диссоциирует с образованием фаз CdP₂ и Ge. Введение марганца упрочняет кристаллическую структуру CdGeP₂. Для образца Cd₀.₈₁Mn₀.₁₉GeP₂ характерен обратимый фазовый переход при P = 3.5 GPa.
Temperature dependences of specific resistance ρ and Hall coefficient RH have been measured under atmospheric pressure and T = 77−400 K. Ionization energy of small acceptor level Ea has been determined. The results agree well with the literary data. Specific electrical resistance and Hall coefficient for samples of Cd₁₋xMnxGeP₂ (x = 0−0.19) have been measured at hydrostatic pressures up to 5 GPa and at 300 K. At P = 3.2 GPa, dissociation of solid solution Cd₁₋xMnxGeP₂ leads to the formation of separate phases of CdP₂ and Ge for x < 0.19. The addition of Mn stabilizes the crystal structure of CdGeP₂ and for the compound Cd₀.₈₁Mn₀.₁₉GeP₂ a reversible phase transition at P = 3.5 GPa is the case.
|
| issn |
0868-5924 |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/70321 |
| citation_txt |
Барические и температурные зависимости кинетических коэффициентов в ферромагнитном полупроводнике Cd₁₋xMnxGeP₂ / А.Ю. Моллаев, И.К. Камилов, Р.К. Арсланов, У.З. Залибеков, В.М. Новоторцев, С.Ф. Маренкин, С.А. Варнавский // Физика и техника высоких давлений. — 2007. — Т. 17, № 2. — С. 68-75. — Бібліогр.: 6 назв. — рос. |
| work_keys_str_mv |
AT mollaevaû baričeskieitemperaturnyezavisimostikinetičeskihkoéfficientovvferromagnitnompoluprovodnikecd1xmnxgep2 AT kamilovik baričeskieitemperaturnyezavisimostikinetičeskihkoéfficientovvferromagnitnompoluprovodnikecd1xmnxgep2 AT arslanovrk baričeskieitemperaturnyezavisimostikinetičeskihkoéfficientovvferromagnitnompoluprovodnikecd1xmnxgep2 AT zalibekovuz baričeskieitemperaturnyezavisimostikinetičeskihkoéfficientovvferromagnitnompoluprovodnikecd1xmnxgep2 AT novotorcevvm baričeskieitemperaturnyezavisimostikinetičeskihkoéfficientovvferromagnitnompoluprovodnikecd1xmnxgep2 AT marenkinsf baričeskieitemperaturnyezavisimostikinetičeskihkoéfficientovvferromagnitnompoluprovodnikecd1xmnxgep2 AT varnavskiisa baričeskieitemperaturnyezavisimostikinetičeskihkoéfficientovvferromagnitnompoluprovodnikecd1xmnxgep2 AT mollaevaû baričníítemperaturnízaležnostíkínetičnihkoefícíêntívuferomagnítnomunapívprovídnikucd1xmnxgep2 AT kamilovik baričníítemperaturnízaležnostíkínetičnihkoefícíêntívuferomagnítnomunapívprovídnikucd1xmnxgep2 AT arslanovrk baričníítemperaturnízaležnostíkínetičnihkoefícíêntívuferomagnítnomunapívprovídnikucd1xmnxgep2 AT zalibekovuz baričníítemperaturnízaležnostíkínetičnihkoefícíêntívuferomagnítnomunapívprovídnikucd1xmnxgep2 AT novotorcevvm baričníítemperaturnízaležnostíkínetičnihkoefícíêntívuferomagnítnomunapívprovídnikucd1xmnxgep2 AT marenkinsf baričníítemperaturnízaležnostíkínetičnihkoefícíêntívuferomagnítnomunapívprovídnikucd1xmnxgep2 AT varnavskiisa baričníítemperaturnízaležnostíkínetičnihkoefícíêntívuferomagnítnomunapívprovídnikucd1xmnxgep2 AT mollaevaû baricandtemperaturedependencesofkineticcoefficientsinferromagneticsemiconductorcd1xmnxgep2 AT kamilovik baricandtemperaturedependencesofkineticcoefficientsinferromagneticsemiconductorcd1xmnxgep2 AT arslanovrk baricandtemperaturedependencesofkineticcoefficientsinferromagneticsemiconductorcd1xmnxgep2 AT zalibekovuz baricandtemperaturedependencesofkineticcoefficientsinferromagneticsemiconductorcd1xmnxgep2 AT novotorcevvm baricandtemperaturedependencesofkineticcoefficientsinferromagneticsemiconductorcd1xmnxgep2 AT marenkinsf baricandtemperaturedependencesofkineticcoefficientsinferromagneticsemiconductorcd1xmnxgep2 AT varnavskiisa baricandtemperaturedependencesofkineticcoefficientsinferromagneticsemiconductorcd1xmnxgep2 |
| first_indexed |
2025-11-25T22:51:38Z |
| last_indexed |
2025-11-25T22:51:38Z |
| _version_ |
1850575072582959104 |
| fulltext |
Физика и техника высоких давлений 2007, том 17, № 2
68
PACS: 72.20.−i
А.Ю. Моллаев1, И.К. Камилов1, Р.К. Арсланов1, У.З. Залибеков1,
В.М. Новоторцев2, С.Ф. Маренкин2, С.А. Варнавский2
БАРИЧЕСКИЕ И ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ЗАВИСИМОСТИ
КИНЕТИЧЕСКИХ КОЭФФИЦИЕНТОВ В ФЕРРОМАГНИТНОМ
ПОЛУПРОВОДНИКЕ Cd1−xMnxGeP2
1Институт физики Дагестанского научного центра РАН
ул. М. Ярагского, 94, г. Махачкала, 367003, Россия
E-mail: a.mollaev@mail.ru
2Институт общей и неорганической химии им. Н.С. Курнакова РАН
Ленинский пр-т, 31, г. Москва, 119991, Россия
E-mail: csq@mail.ru
При атмосферном давлении измерены температурные зависимости удельного со-
противления ρ и коэффициента Холла RH в диапазоне температур 77−400 K. Оп-
ределена энергия ионизации мелкого акцепторного уровня Ea. Полученные резуль-
таты хорошо согласуются с литературными данными. При гидростатических
давлениях до 5 GPa и T = 300 K измерены удельное электросопротивление и коэф-
фициент Холла в образцах Cd1−xMnxGeP2 (x = 0−0.19). При P = 3.2 GPa соединение
CdGeP2 диссоциирует с образованием фаз CdP2 и Ge. Введение марганца упрочня-
ет кристаллическую структуру CdGeP2. Для образца Cd0.81Mn0.19GeP2 характерен
обратимый фазовый переход при P = 3.5 GPa.
Введение
Изучение новых функциональных магнитных материалов для спинтро-
ники входит в число важнейших направлений современной техники полу-
проводников. Настоящая работа является продолжением цикла исследова-
ний новых магнитных полупроводниковых материалов на базе тройных по-
лупроводников II IV V
2A B C , которые являются кристаллохимическими анало-
гами соединений AIIIBV.
В работах [1,2] были обнаружены и изучены структурные фазовые пере-
ходы при высоком гидростатическом давлении в магнитном полупроводни-
ке Cd1−xMnxGeAs2 с различным x. Увеличение процентного содержания мар-
ганца в этом соединении сдвигает положение фазового перехода на шкале
высоких давлений в сторону низких. Измерены температурные зависимости
Физика и техника высоких давлений 2007, том 17, № 2
69
удельного электросопротивления, коэффициента Холла и термоэдс (T =
= 77−410 K), из которых были определены некоторые зонные параметры со-
единения.
CdGeP2 привлекает внимание высокой фоточувствительностью и в обыч-
ных условиях имеет тетрагональную структуру типа халькопирита GaFeS2.
Фазовые равновесия в CdGeP2 изучены методом закалки до P ~ 9 GPa и Т =
= 1200°С. При P = 5−7 GPa и температуре Т > 700°C CdGeP2 разлагается на
Cd3P2 + GeP + P (черный). При P > 7 GPa и Т = 500−1200°C фаза I разлагает-
ся на Cd + GeP2 (структура GeP2 не определена).
Однако до последнего времени марганец как потенциальный член твер-
дого раствора CdGeP2 не рассматривался [3]. Ранее [4] малые концентрации
марганца как легирующей примеси не показали каких-либо примечательных
магнитных и других свойств. В настоящий момент ведутся исследования,
направленные на поиск и определение электромагнитных и других свойств.
Представлялось интересным продолжить изучение на базовом образце
CdGeP2 и на образцах Cd1−xMnxGeP2 с различным процентным содержанием
марганца.
2. Методика и техника эксперимента
Для получения объекта исследования – поликристаллического дифосфи-
да германия–кадмия, легированного марганцем, использовали монокристал-
лический дифосфид кадмия, приготовленный специально для данной рабо-
ты, марганец, двукратно сублимированный (чистота 99.99%), германий и
фосфор (особо чистые). Состав шихты в основном соответствовал гипотети-
ческому разрезу CdGeР2−MnP2. Загрузку общим весом 45−50 g помещали в
кварцевую ампулу, покрытую внутри пленкой пиролитического углерода,
которую откачивали до 10−2 Pa, нагревали (с промежуточной выдержкой
при 450°C) до температуры, превышающей точку плавления CdGeР2
(∼ 800°C), с последующим закаливанием при температуре 0°C для получе-
ния образцов с максимальным содержанием марганца. Концентрация Mn
составляла 4.5 и 2.0 wt.% от взятой навески. Соответствующие атомные до-
ли Mn (х), рассчитанные в предположении, что марганец в основном заме-
щает кадмий [3] по схеме Cd1−хMnхGeР2, составляли 0.19 и 0.09. Содержание
Mn в кристаллах определяли методом атомной абсорбции. Данные химиче-
ского анализа по содержанию марганца хорошо соответствовали исходному
составу образцов. Намагниченность измеряли вибрационным магнитомет-
ром и сквидом, восприимчивость – методом Фарадея с электромагнитной
компенсацией, электросопротивление – четырехзондовым методом.
Рентгенофазовый анализ выполняли на дифрактометре ДРОН-1 (Сu Kα-
излучение, Ni-фильтр) в интервале углов 2θ = 10−90°. Дифрактограммы
образцов CdGeР2, Cd0.91Mn0.09GeP2, Cd0.81Mn0.19GeP2, снятые до прило-
жения давления, представлены на рис. 1. Как видно из рисунка, все пики на
Физика и техника высоких давлений 2007, том 17, № 2
70
Рис. 1. Дифрактограммы образцов CdGeР2 (а), Cd0.91Mn0.09GeP2 (б), Cd0.81Mn0.19GeP2 (в)
дифрактограммах отвечали соединению CdGeP2. Пиков, характерных для
бинарных соединений марганца с фосфором, не наблюдали. Эксперимен-
тальные межплоскостные расстояния сравнивали с эталонными для соеди-
нения CdGeP2 по картотеке PDF, при этом с ростом содержания марганца
Физика и техника высоких давлений 2007, том 17, № 2
71
наблюдался сдвиг в сторону больших углов 2θ по сравнению с эталоном,
что свидетельствовало об уменьшении параметров решетки.
Измерения проводили в аппарате высокого давления типа наковальня
с лункой («тороид») при гидростатических давлениях до 7 GPa. Тороид
помещали в многовитковый соленоид, который генерировал магнитное
поле напряженностью H ≤ 5 kOe, образцы шлифовали, травили до разме-
ров 3 × 0.8 × 0.8 mm. Точечные контакты наносили оловом. Погрешность
измерений удельного электросопротивления, коэффициента Холла и давле-
ния составляла соответственно ±3, 3.5 и 3%. Более подробно методика изме-
рений изложена в работе [5].
Эксперимент
Результаты измерений температурных зависимостей ρ(T) и RH(T) для об-
разцов CdGeP2 (образец № 1) и Cd0.91Mn0.09GeP2 (образец № 2) p-типа пред-
ставлены на рис. 2. Как видно из рис. 2,
для образца CdGeP2 значение удель-
ного сопротивления ρ резко увели-
чивается с понижением температу-
ры, причем lgρ пропорционален 1/T,
что типично для случая достаточно
сильной компенсации. В образце
Cd0.91Mn0.09GeP2 с более высоким зна-
чением концентрации дырок при ком-
натной температуре удельное сопро-
тивление уменьшается по абсолютной
величине и при этом достаточно слабо
зависит от температуры. Коэффициент
Холла в области низких (T ≥ 160 K)
температур начиняет уменьшаться, что
свидетельствует об участии в прово-
димости акцепторных уровней с энер-
гией ионизации Ea ≤ 0.02 eV. Из тем-
пературных зависимостей ρ(T) и RH(T)
следует, что образцы CdGeP2 и
Cd0.91Mn0.09GeP2 в исследованном ин-
тервале температур обнаруживают
примесную проводимость. Температурный ход кривой RH(T) может быть ин-
терпретирован с помощью простой модели с одним сортом носителей заряда.
При высоких (до 5 GPa) гидростатических давлениях при подъеме и
сбросе давления в области комнатных температур измерены удельное элек-
тросопротивление ρ и коэффициент Холла RH на базовом образце № 1 и об-
разцах № 2 и 3 (Cd0.81Mn0.19GeP2) (рис. 3).
Рис. 2. Температурные зависимости
удельного сопротивления ρ (кривые 1,
3) и коэффициента Холла RH (кривые
2, 4) для CdGeР2 (кривые 1, 2) и
Cd0.91Mn0.09GeP2 (кривые 3, 4)
Физика и техника высоких давлений 2007, том 17, № 2
72
а б
в
Из рис. 3,а видно, что в образце № 1 удельное электросопротивление
(кривая 1) сначала очень медленно понижается, а при давлении P = 3.2 GPa
ρ(P) резко падает почти на порядок, и наступает фазовый переход. При дав-
Рис. 3. Барические зависимости удель-
ного электросопротивления (кривая 1)
и коэффициента Холла (кривая 2) для
образцов № 1 (а), 2 (б) и 3 (в). ●, ▲ –
подъем давления (компрессия), ○, ∆ –
сброс (декомпрессия)
Физика и техника высоких давлений 2007, том 17, № 2
73
лении P ≥ 4 GPa кривая ρ(P) выходит на насыщение, фазовый переход за-
канчивается. Тот факт, что ρ(P) до фазового перехода понижается слабо, ве-
роятно, можно объяснить тем, что с ростом давления происходит взаимо-
компенсация изменения концентрации и подвижности носителей заряда.
Прямая линия при декомпрессии указывает на то, что происходит разложе-
ние CdGeP2 на Cd3P2 + GeP + P (черный) так же, как в работе [3]. В области
насыщения электропроводность σ = 43 Ω−1·cm−1, что характерно для выро-
жденных полупроводников. Коэффициент Холла до давлений P ≈ 2 GPa не
меняется и при P > 2 GPa резко возрастает (в 7 раз), при P ≈ 3 GPa наступает
фазовый переход. Затем величина RH падает приблизительно в 70 раз, и при
P > 4 GPa кривая ρ(P) выходит на насыщение, концентрация носителей со-
ставляет р ~ 1.5·1019 cm−3. Такие значения σ и р позволяют утверждать, что в
CdGeP2 имеет место фазовый переход полупроводник−полупроводник.
В образце № 2 (рис. 3,б) удельная электропроводность слабо понижается
до давлений P ≈ 3.3 GPa, при P ≈ 3.3 GPa резко падает почти на 2 порядка,
начинается фазовый переход, и при P > 3.5 GPa кривая σ(P) выходит на на-
сыщение (σ = 290 Ω−1·cm−1). Коэффициент Холла до давлений P < 3.5 GPa
также резко падает, больше чем на порядок. Начинается фазовый переход.
При P ≈ 4 GPa кривая RH(P) выходит на насыщение (p = 6.2·1019 cm−3). Та-
кие значения σ и p позволяют утверждать, что происходит фазовый переход
полупроводник−полупроводник.
В образце № 3 (рис. 3,в) удельная электропроводность и коэффициент Хол-
ла до давлений P = 3.5 и 3.4 GPa возрастают с различными барическими коэф-
фициентами, достигают максимумов при P = 3.5 GPa и затем резко падают
(удельное электросопротивление почти на 6 порядков, а коэффициент Холла на
2 порядка), наступает фазовый переход. При давлениях P > 4 GPa фазовый пе-
реход заканчивается, в области насыщения p ≈ 1019 cm−3 и σ ≈ 500 cm2·V−1·s−1,
что характерно для вырожденного полупроводника. Таким образом, в образце
№ 3 происходит фазовый переход полупроводник−полупроводник.
Теперь рассмотрим обратный ход кривых ρ(P) и RH(P) для образцов
№ 1−3. В образце № 1 он имеет вид прямой. По аналогии с результатами,
полученными в [6], можно сделать вывод о том, что при приложении давле-
ния в CdGeP2 происходит необратимый фазовый переход с разложением
вещества на составляющие.
Из кривых ρ(P) и RH(P) для образца № 2 видно, что при сбросе давления
имеет место фазовый переход при P = 2.3 GPa. Однако, так как значения
ρ(P) и RH(P) до приложения и снятия давления несколько разнятся, мы дела-
ем вывод, что имеет место необратимый фазовый переход с частичным раз-
ложением вещества.
В образце № 3 значения ρ(Р) и RH(P) до и после приложения давления
совпадают, т.е. имеет место обратимый структурный фазовый переход (чет-
кий при декомпрессии при P = 2.3 GPa).
Физика и техника высоких давлений 2007, том 17, № 2
74
Динамика изменения исходной
фазы С1 с повышением давления
рассчитана на основе модели гете-
рофазная система–эффективная
среда [6]. Из рис. 4 видно, что ис-
ходная фаза С1 в образце № 1 вос-
станавливается на 10%, в образце
№ 2 − на 50%, а в образце № 3 −
полностью, т.е. процесс является
обратимым. Полученные результа-
ты подтверждаются данными рент-
генофазного анализа, проведенного
на образцах после снятия давления.
На дифрактограмме CdGeP2 на-
блюдаются пики, соответствующие
CdP2 и Ge (барическое разложение
полное). На дифрактограмме образ-
ца Cd0.91Mn0.09GeP2 кроме пиков, относящихся к фазам CdP2 и Ge, наблюда-
ются пики CdGeP2 (разложение частичное). На дифрактограмме образца
Cd0.81Mn0.19GeP2 наблюдаются только пики, соответствующие CdGeP2, –
барическое разложение отсутствует. Таким образом, увеличение содержания
марганца усиливает барическую устойчивость образца CdGeP2.
Выводы
В заключение можно констатировать, что в образцах CdGeP2 и Cd1−xMnxGeP2
имеет место структурный фазовый переход, который сдвигается в сторону
высоких давлений с увеличением процентного содержания марганца. Оп-
ределена энергия ионизации мелкого акцепторного уровня Ea ~ 0.02 eV
при атмосферном давлении, которая хорошо согласуется с литературны-
ми данными.
Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фун-
даментальных исследований (проекты № 05-03-33068, № 05-02-16608) и
проекта Президиума РАН «Физика и механика сильно сжатого вещества и
проблем внутреннего строения Земли и планет».
1. А.Ю. Моллаев, Р.К. Арсланов, У.З. Залибеков, С.Ф. Маренкин, В.М. Новоторцев,
С.Г. Михайлов, А.В. Молчанов, Неорган. материалы 41, 11 (2005).
2. А.Ю. Моллаев, И.К. Камилов, Р.К. Арсланов, А.Б. Магомедов, У.З. Залибеков,
С.Ф. Маренкин, В.М. Новоторцев, С.Г. Михайлов, ФТВД 15, № 1, 102 (2005).
3. Г.А. Медведкин, Т. Ишибаши, Т. Ниши, К. Сато, ФТП 35, 305 (2001).
Рис. 4. Зависимость объемной доли ис-
ходной фазы C1 от давления при подъеме
и сбросе давления для образцов № 1
(−●−), 2 (−▲−) и 3 (−■−)
Физика и техника высоких давлений 2007, том 17, № 2
75
4. Landolt-Börnstein, Semiconductors: Physics of Ternary Compounds, O. Madelung
(ed.), Springer Verlag, Berlin–Heidelberg (1985).
5. А.Ю. Моллаев, Л.А. Сайпулаева, Р.К. Арсланов, С.Ф. Маренкин, Неорган. мате-
риалы 37, 403 (2001).
6. А.Ю. Моллаев, Р.К. Арсланов, М.И. Даунов, Л.А. Сайпулаева, ФТВД 13, № 1, 29
(2003).
A.Yu. Mollaev, I.K. Kamilov, R.K. Arslanov, U.Z. Zalibekov, V.M. Novotorcev,
S.F. Marenkin, S.A. Varnavskii
BARIC AND TEMPERATURE DEPENDENCES OF KINETIC
COEFFICIENTS IN FERROMAGNETIC SEMICONDUCTOR
Cd1−xMnxGeP2
Temperature dependences of specific resistance ρ and Hall coefficient RH have been
measured under atmospheric pressure and T = 77−400 K. Ionization energy of small ac-
ceptor level Ea has been determined. The results agree well with the literary data. Specific
electrical resistance and Hall coefficient for samples of Cd1−xMnxGeP2 (x = 0−0.19) have
been measured at hydrostatic pressures up to 5 GPa and at 300 K. At P = 3.2 GPa, disso-
ciation of solid solution Cd1−xMnxGeP2 leads to the formation of separate phases of CdP2
and Ge for x < 0.19. The addition of Mn stabilizes the crystal structure of CdGeP2 and for
the compound Cd0.81Mn0.19GeP2 a reversible phase transition at P = 3.5 GPa is the case.
Fig. 1. Diffraction patterns for samples CdGeР2 (а), Cd0.91Mn0.09GeP2 (б),
Cd0.81Mn0.19GeP2 (в)
Fig. 2. Temperature dependences of specific resistance ρ (curves 1, 3) and Hall coeffi-
cient RH (curves 2, 4) for CdGeР2 (curves 1, 2) and Cd0.91Mn0.09GeP2 (curves 3, 4)
Fig. 3. Baric dependences of specific electroresistance (curve 1) and Hall coefficient
(curve 2) for samples № 1 (а), 2 (б) and 3 (в). ●, ▲ – pressure rise (compression), ○, ∆ –
pressure release (decompression)
Fig. 4. Dependence of initial phase C1 volumetric part on pressure at pressure rise and
release for samples № 1 (−●−), 2 (−▲−) and 3 (−■−)
|