Кристалоквазіхімічні рівняння утворення дефектів
Незважаючи на проведені фундаментальні дослідження монокристалів CdTe:Cl [2, 4-6], квазіхімічного моделювання дефектної підсистеми при їх відпалі у парах кадмію і телуру, залишається невирішеною проблема визначення розміщення дефектів у кристалічній гратці. Кристалоквазіхімія, як новий науковий напрям, дає більш розширену характеристику утворення дефектів. У квазіхімії немає необхідності знати кристалічну природу дефектів [6-10]. Кристалоквазіхімія розглядає дефекти у відповідності з кристалічною будовою речовини і дає нову інформацію про їх властивості, яка відсутня в окремо взятих кристалохімії і квазіхімії [10].
В основу методу покладено суперпозицію кристалоквазіхімічної формули досліджуваної матриці 
із кристалоквазіхімічним складом (кластером). Кристалоквазіхімічний склад формується шляхом накладання антиструктури телуриду кадмію 
, яку утворюють двократно іонізовані негативні та позитивні вакансії кадмію і телуру з кристалохімічним складом доданої речовини. Заряди дефектів у кристалоквазіхімії позначають таким чином: х – нейтральні, × – позитивні, ¢ – негативні, кількість цих знаків відповідає кратності іонізації, e' – концентрація електронів, h· – концентрація дірок.
Згідно уявлень кристалоквазіхімії [5] нестехіометричний телурид кадмію з надлишком кадмію описується такими рівняннями:
(1)
При надлишку халькогену відповідно:
|
|
|
(2)
Де, 
і 
– відхилення від стехіометрії. При аналізі рівнянь (1), (2) видно, що електронний тип провідності телуриду кадмію пов’язаний із вакансіями телуру 
, які утворюються за рахунок надстехіометричного кадмію, а дірковий – із вакансіями кадмію 
, при надлишку телуру.
Тепер розглянемо кристалоквазіхімічний кластер легуючої домішки CdCl2. Згідно попереднього представлення він запишеться як:
(3)
При суперпозиції матриці CdTe n-типу (1) з кластером (3) одержимо:
(4)
Утворений матеріал (4) характеризується переважаючою електронною провідністю, яка обумовлена вакансіями 
у підгратці халькогену.
Суперпозиція матеріалу CdTe р-типу (2) з (3) приводить до:
(5)
Дірковий тип провідності матеріалу (5) зберігається за рахунок центрації вакансій 
у підгратці металу.
При відпалі CdTe:Cl у парі кадмію надлишковий, відносно стехіометричного складу, кадмій може утворювати вакансії телуру 
, або вкорінюватися у міжвузля гратки 
[4]. Тому вплив надлишкового кадмію на матеріал (5) проводили за механізмом заміщення і вкорінення.
Для механізму входження кадмію у свої ж вакансії одержуємо кластер:
|
|
|
(6)
У випадку CdTe р-типу провідності накладання матриці (5) на кластер (6) приводить до утворення матеріалу з переважаючою електронною провідністю згідно одержаного матеріалу (7).
(7)
При вкорінені кадмію у міжвузля кластер запишеться:
(8)
Суперпозиція матриці (5) з кластером (8) дає наступний результат (9) :
(9)
При аналізі одержаних рівнянь (7) і (9) видно, що вони характеризуються переважаючою електронною провідністю, яка обумовлена появою вакансій телуру для (7) та міжвузловим кадмієм в аніонній підгратці для матриці (9).
Використанні позначення грецькими буквами: 
у методі кристалоквазіхімії означають відхилення від стехіометрії або мольні частки тієї речовини, яку додають у процесі дослідження.
При відпалі р-CdTe:Cl при низьких тисках пари кадмію, а саме у парі телуру, одержують матеріал з високою концентрацією електронів за рахунок утворення антиструктурного дефекту 
за рівнянням: 
Кристалоквазіхімічне рівняння дефектоутворення для такого процесу приведено нижче:
(10)
Суперпозиція матриці (5) з кластером (10) дає:
(11)
Дата добавления: 2019-07-15; просмотров: 201; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!