CC BY
35
KİMYA PROBLEMLƏRİ № 2 2016
203
UOT 548. 73; 546.815
(CeSe)x (PbSe)ı-x (x < 0.02) BƏRK MƏHLULLARIN ELEKTROFİZİKİ
XASSƏLƏRİ
G.G.Şəfaqətova, A.E.Süleymanova
Azərbaycan Dövlət Pedaqoji Universiteti AZ1001 Bakı, Ü.Hacıbəyov küç.34; e-mail: [email protected]
Kiçik əvəzləməli (CeSe)x(PbSe)1-x ərintilərinin 300-900 K temperatur intervalında elektrik keçiriciliyi və termo- e.h.q.-nin temperatur asılıqları öyrənilmişdir. Hər bir tərkib üçün qadağan olunmuş zonanın eni hesablanmışdır. (CeSe)0,01 (PbSe)0?99 və (CeSe)002 (PbSe)0t9S tərkibli bərk məhlulların məxsusi keçiricilik sahəsində qadağan olunmuş zonanın eni (AE) müvafiq olaraq 0.32 və 0.33 eV-a bərabərdir.
Açar sözlər: fiziki-kimyəvi analiz, elektrofiziki xassələr, bərk məhlul, yarımkeçirici, elektrik keçiriciliyi, termo- e.h.q., qadağan olunmuş zonanın eni
GİRİŞ
AIVSe birləşmələrinin, o cümlədən PbSe -in iştirakı ilə olan sistemlərin öyrənilməsi, əmələ gələn yeni fazaların fiziki-kimyəvi və termoelektrik xassələrinin tədqiqi böyük elmi marağa və praktiki əhəmiyyətə malikdir. Bu sahədə aparılan tədqiqatlar nəticəsində alınan yeni termoelektrik materiallar geniş tətbiq sahələri tapmışdır.
1080° C temperaturda konqruent əriyən, NaCl tipli kub kristall quruluşa malik PbSe birləşməsinin qəfəs parametri a= 6.128 A°, piknometrik sıxlığı 8.15 q/ sm3-dir. PbSe həm n - , həm də p- tip yarımkeçirici olub, qadağan olunmuş zonanın eni AE =0.29 eV - dur [1] . CeSe birləşməsi PbSe ilə izomorf olub
paramaqnit xassəlidir. Qəfə parametri a= 5.98 A°, piknometrik sıxlığı isə 6.55 q/ sm3 [2].
Bizim tərəfimizdən XSe - PbSe (X - La, Pr , Nd, Sm, Eu ) tipli sistemlər tədqiq edilmişdir [3,4]. Eyni zamanda kompleks fiziki-kimyəvi analiz (DTA,RFA, MQA, sıxlığın,mikrobərkliyin ölçülməsi ) metodları vasitəsilə CeSe - PbSe sistemində
komponentlərin kimyəvi qarşılıqlı təsiri tədqiq edilmişdir [5]. Yerinə yetirilmiş fiziki-
kimyəvi analizlərin nəticələrini
ümumiləşdirərək CeSe-PbSe sisteminin hal
diaqramı qurulmuşdur. Müəyyən edilmişdir ki, CeSe və PbSe binar birləşmələrinin qarşılıqlı təsirindən arasıkəsilməklə bərk
məhlul sahəsi və 50 mol % CeSe tərkibli CePbSe2 birləşməsi alınır.CeSe - PbSe sistemi iki: nisbətən sadə CeSe - CePbSe2 və CePbSe2 - PbSe sistemlərin cəmindən ibarətdir. Hər iki sistem fasiləsiz bərk məhlul sahələrindən ibarətdir. Rentgenofaza analizi əsasında CePbSe2 birləşməsinin və PbSe əsasında alınan bərk məhlul sahəsinin kristallokimyası öyrənilmişdir. Müəyyən edilmişdir ki,
CePbSe2 birləşməsi NaCl tipli kub
sinqoniyasında kristallaşır: qəfəs parametri a=6.148 A0 , rentgenoqrafik sıxlığı 7.32 q/sm3, piknometrik sıxlığı isə 7.28 q/ sm3- dir. CePbSe2 birləşməsinin CeSe və PbSe ilə fasiləsiz bərk məhlul əmələ gətirməsinin əsas səbəbi onun ilkin komponentlərlə izomorf quruluşlu olmasıdır. PbSe əsasında əvəzetmə tipli bərk məhlul alındığı müəyyən edilmişdir.
Təqdim olunan işin əsas məqsədi (CeSe)x (PbSe)1-x (x=0.01 ; 0.02) bərk məhlul
nümunələrinin müəyyən temperatur
intervalında keçiriciliyinin xarakterini və energetik zona quruluşunun modelini
aydınlaşdırmaqdır.
KİMYA PROBLEMLƏRİ № 2 2016
204
G.G.ŞƏFAQƏTOVA, A.E.SÜLEYMANOVA
TƏCRÜBİ HİSSƏ
Ərintilərin sintezi xüsusi təmiz Ce, Pb, Se komponentlərini 0.133 Pa təzyiqə qədər havasızlaşdırılmış kvars ampulada
birtemperaturlu sobada vibrasiyalı üsulla, temperaturu tədricən artırmaqla 1100-1150° C temperaturda aparılmışdır.
Sintez edilmiş ərintilər metal parlaqlı açıq boz rəngli kristallik maddələrdir. Turşu və qələvilərlə reakiyaya daxil olurlar, lakin quru havanın və üzvi həlledicilərin təsirinə qarşı davamlıdır. Alınan polikri stallik ərintilər
nisbətən məsaməli olduğundan nümunələri əzərək narın toz halına salıb, sonra
paralelopiped formasında presləndirilmişdir. Həmin nümunələr 6500C temperaturda 180 saat müddətində homogenləşdirildikdən sonra onların elektrofiziki xassələri
ölçülmüşdür.Nümunələrin elektrik keçiriciliyi və termo-e.h.q. -nin ölçülməsi adi
kompensasiya metodundan istifadə etməklə yerinə yetirilmişdir.
ALINAN NƏTİCƏLƏRİN MÜZAKİRƏSİ
Elektrik keçiriciliyinin mexanizmini və termiki aktivləşmə enerjisini təyin etmək
məqsədilə 300 - 900 K temperatur
intervalında (CeSe)0,01 (PbSe)0,99 və
(CeSe)0,02 (PbSe)0,98 tərkibli bərk məhlul nümunələrinin elektrik keçiriciliyi və termo-e.h.q. ölçülmüşdür. Alınan nəticələr əsasında elektrik keçiriciliyinin və termo- e.h.q.- nin temperaturdan asılılıq qrafikləri qurulmuşdur (şəkil 1, 2 ) .
Elektrik keçiriciliyinin temperaturdan
asılılıq qrafikindən görünür ki, hər iki
nümunədə elektrik keçiriciliyin qiyməti
temperaturun artması ilə əvvəlcə azalır, sonradan kəskin artır. Birinci temperatur sahəsi aşqar keçiriciliyə, ikinci temperatur sahəsi isə məxsusi keçiriciliyə uyğundur. Elektrik keçiriciliyin azaldığı birinci
temperatur intervalı metallik keçiriciliyə, ikinci temperatur intervalı isə yarımkeçirici xarakterə uyğundur.
(CeSe)0,01 (PbSe)0,99 və (CeSe)0,02
(PbSe)0,98 tərkibli bərk məhlulların məxsusi keçiricilik sahəsində qadağan olunmuş zonanın eni (AE) hesablanmış və müvafiq olaraq 0.32 və 0.33 eV-a bərabərdir.
Şəkil 1.(CeSe)x (PbSe)1-x tərkibli ərintilərin elektrik keçiriciliyinin temperaturdan asılılığı: 1- PbSe ; 2- x=0.01; 3 - x= 0.02.
KİMYA PROBLEMLƏRİ № 2 2016
(CeSe)x (PbSe)ı_x (x < 0.02) BƏRK MƏHLULLARIN
205
Tədqiqat nəticəsində müəyyən edilmişdir ki, bərk məhlul sahəsində qadağan olunmuş zonanın eni tərkibdən asılı olaraq artır. PbSe
birləşməsinə nisbətən bərk məhlullarda AE-nin artmasını kimyəvi rabitə enerjisinin
dəyişməsi ilə izah etmək olar.
Şəkil 2. (CeSe)x (PbSe)1-x tərkibli ərintilərin termo-e.h.q.-nin temperaturdan asılılığı:
1- PbSe ; 2 - x= 0.01; 3 - x=0.02.
Şəkil 2-dən görünür ki, göstərilən
temperatur intervalında temperaturun artması ilə termo-e.h.q. də artır. a=f(T) qrafiklərində termo-e.h.q.-nin temperaturdan asılı olaraq dəyişməsini üç hissəyə bölmək olar. Birinci temperatur intervalında (300 -^600 K ) termo-e.h.q. temperaturun artması ilə az dəyişir və bu yarımkeçiricilərdə olduğu kimi bir zonalı modelə uyğundur. İkinci temperatur
intervalında (600 ^ 750 K) termo-e.h.q.
temperaturdan asılı asılı olaraq kəskin artır və 750^800 K temperatur intervalında maksimum qiymətlər alır və sonra azalmağa başlayır. Termo -e.h.q.-nin işarəsinin dəyişməsinə ğörə keçiriciliyin tipi müəyyən edilmişdir. Hər iki nümunə 300 K-də p-tip keçiricidir. Tədqiq etdiyimiz temperatur intervalında keçiriciliyin tipi dəyişmir. Ərintiləin termoelektrik gücü hesablanaraq müəyyən edilmişdir ki, hər iki ərinti termoelektrik xassəli materialdır.
ƏDƏBİYYAT
1.Шелимова Л. Е., Томащик В.Н., Грыцив 4. Şəfaqətova G.G., Əlixanov R.A., Vəliyev В.И. Диаграммы состояния в полупровод- V.Q., Cəfərova S.Z. PrSe-PbSe sistemində
никовом материаловедении (системы на основе халькогенидов Si, Ge , Sn , Pb). Справочник. М. : Наука, 1991, 360 с.
2. Ярембаш Е. И., Елисеев А.А.
Халькогениды РЗЭ. М.: Наука,1975, 258 с.
3. Şəfaqətova G.G., Vəliyev V.Q., İbrahimov Y.N. LaSe-PbSe sisteminin tədqiqi və alınan yeni fazaların bəzi elektrofiziki xassələri. // Kimya problemləri, 2005, № 2, səh. 175-177.
faza tarazlığı. // Kimya problemləri, 2012, № 3, səh. 412-414.
5. Şəfaqətova G.G., Süleymanova A.E. CeSe-PbSe sisteminin tədqiqi. Məruzələrin tezisləri. Akademik Toğrul Şahtaxtinskinin 90 illik yubileyinə həsr olunmuş Respublika Elmi Konfransı, AMEA-nın Akademik M.Nağıyev adına Kataliz və Qeyri-üzvi Kimya İnstitutu, Bakı, 22-23 oktyabr 2015.
KİMYA PROBLEMLƏRİ № 2 2016
206
G.G.ŞƏFAQƏTOVA, A.E.SÜLEYMANOVA
REFERENCES
1. Shelimova L.E., Tomashhik V.N., Gryciv V.I. Diagrammy sostojanija vpoluprovod- nikovom materialovedenii (sistemy na osnove hal'kogenidov Si, Ge , Sn , Pb). Cpravochnik [State diagrams in semiconductor material technology (based on chalkogenides Si, Ge , Sn , Pb). Handbook]. Moscow, Nauka Puble, 1991, 360 p.
2. Jarembash E. I., Eliseev A.A. Hal'kogenidy RZE [Chalkogenides REE]. Moscow. Nauka Puble,1975, 258 p.
3. Shafagatova G.G., Veliyev V.G., Ibrahimov Y.N. Study into LaSe-PbSe system and some electrophysical properties of new phaces obtained. Kimya problemleri - Chemical Problems. 2005, no. 2, pp. 175-177. (In Azerbaijan).
4. Shafagatova G.G., Alihanov R.A., Veliyev V.Q., Jafarova S.Z. Phase equilibrium in PrSe-PbSe system. Kimya Problemleri - Chemical Problems. 2012, no. 3, pp. 412-414. (In Azerbaijan).
5. Shafagatova G.G., Suleymanova A.E. Study into CeSe-PbSe system. Theses of reports. Baku-2015. (In Azerbaijan).
RESEARCH INTO ELECTROPHYSICAL PROPERTIES OF SOLID SOLUTIONS (CeSe)x
(PbSe)i-x (x < 0,02)
G.G.Shafaqatova, A.E.Suleymanova
Azerbaijan State Pedagogical University 34 Hajibeyov str., AZ1001 Baku, Azerbaijan; e-mail: [email protected]
Temperature dependences of electro-conductivity and thermo-e.m.f. alloys of minor substation (CeSe)x (PbSe) 1-x have been studied. Values of the width of prohibited zone for some compounds of solid solution calculated. Note that the width of prohibited zone for solutions(CeSe)001 (PbSe)o,99 və (CeSe)0,02 (PbSe)0,98 is 0.32 and 0.33 eVrespectively.
Keywords: electrophysical properties, solid solution, semiconductor, electric conductivity, thermo -e.m.f., width of prohibited zone
ИССЛЕДОВАНИЕ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ (CeSe)x (PbSe)2.x (x < 0,02)
Г.Г.Шафагатова, А. Э. Сулейманова
Азербайджанский государственный педагогический университет AZ1001 Баку, ул.У.Гаджибекова, 34; e-mail: [email protected]
Изучены температурные зависимости электропроводности и термо-э.д.с. сплавов малого замещения (2eSe)x (PbSe)I-x . Рассчитаны значения ширины запрещенной зоны для отдельных составов твердых растворов. Для растворов состава (CeSe)001 (PbSe)0?99 və (CeSe)0,02 (PbSe)0,98 ширина запрещенной зоны составляет соответственно 0.32 və 0.33 eV.
Ключевые слова: электрофизические свойства, твердый раствор, полупроводник, электропроводность, термо-э.д.с., ширина запрещенной зоны
Redaksiyaya daxil olub 17.01.2016.
KİMYA PROBLEMLƏRİ № 2 2016
