Affordable Access

Термодинаміка дефектної підсистеми кристалів самарій моносульфіду

Authors
Publisher
Видавництво Львівської політехніки
Publication Date

Abstract

27 ТЕРМОДИНАМІКА ДЕФЕКТНОЇ ПІДСИСТЕМИ КРИСТАЛІВ САМАРІЙ МОНОСУЛЬФІДУ І.В. Горічок, С.Д. Бардашевська, В.І. Маковишин Кафедра фізики і хімії твердого тіла, Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника, вул. Шевченка. 57, Івано- Франківськ, 76025, Україна, [email protected] Моносульфід самарію – перспективний матеріал для використання у багатьох галузях електроніки, що зумовлено цілим комплексом унікальних властивостей, зокрема, ізоморфного фазового переходу I роду напівпровідник-метал при низькому тиску, а також виникнення електричної напруги при рівномірному нагріві зразка. Значний вплив на електричні властивості SmS мають власні точкові дефекти, концентрація яких, завдяки широкій області гомогенності сполуки, може досягати значень ≈1021 см-3. Зважаючи на односторонню область гомогенності SmS, основними дефектами кристалічної гратки можуть бути або вакансії сульфуру або антиструктурні атоми самарію. Їх концентрації у кристалі при температурі Т та заданому хімічному складі визначали шляхом мінімізації вільної енергії: ( ) ( )vib J J J J J с a elF (E F )[D] E N E n T S S F= + + + − ε − + +∑ ∑ ∑ . (1) Е – енергія утворення точкового дефекту (вакансії чи антиструктурного атома), Fvib – вільна коливна енергія дефекту, [D] – концентрації дефекту D, ЕJ – енергія утворення йонів самарію NJ у J-му збудженому стані (J = 0, 1, 2), nJ – концентрація йонів самарію у J-му стані, які віддали електрон у зону провідності, Sc, Sa – конфігураційна ентропія катіонної та аніонної підграток, Fel – вільна енергія електронної підсистеми. Концентрації точкових дефектів у кристалі при його термодинамічній рівновазі з парою визначали з рівнянь рівності хімічних потенціалів компонентів у парі gіµ та кристалі sіµ : S s g V S−µ =µ , Ss g gSm Sm Sµ =µ −µ . (2) В результаті проведених розрахунків встановлено, що при вмісті самарію 50,5-54 ат.%. при температурі Т = 300-400 К домінуючими дефектами є SSm + , а концентрація негативно зарядже

There are no comments yet on this publication. Be the first to share your thoughts.