ТРОЙНОЙ МОЛИБДАТ РУБИДИЯ, ЛЮТЕЦИЯ И ГАФНИЯ В КАЧЕСТВЕ ПОЛУПРОВОДНИКА
TRIPLE MOLYBDATE OF RUBIDIUM, LUTECIUM AND HAFNIUM AS SEMICONDUCTOR

3
-9
-1
-1
Изобретение относится к материаловедению и может широко использоваться на практике. Материалы, классифицируемые как полупроводники в основном обладают проводимостью σ=10-10Oм·см.
Полупроводники имеют важное практическое значение в целом ряде отраслей техники. Их уникальные электрические свойства непосредственно используются в транзисторах, кристаллических выпрямителях и термисторах. В люминесцентных материалах и фотосопротивлениях используются эффекты, связывающие электрические и оптические свойства полупроводников.
Вследствие широкого диапазона значений электропроводности, свойственной полупроводникам, следует ожидать, что к последним относится большое число материалов.
Важнейшей задачей современного материаловедения является создание новых полупроводниковых материалов. Все возрастающие требования современной техники невозможно удовлетворить полупроводниковыми материалами, нашедшими уже практическое применение.
В радиоэлектронике полупроводниковые диоды и триоды изготавливаются в основном из германия и кремния. Однако рабочая температура германиевых приборов не превышает 60-80°С.Кремниевые приборы могут работать при более высокой температуре (200-220°С).
5
1/3
5/3
4
6
2
4
2
4
4
2
5
1/3
5/3
4
6
-6
-1
-1
Известен тройной молибдат на основе молибдатов рубидия, лития и гафния с общей формулой Rb(LiHf)(MoO), который кристаллизуется в тригональной сингонии с пр.гр. R3c [Солодовников С.Ф., Балсанова Л.В., Базаров Б.Г., Золотова Е.С., Базарова Ж.Г. Фазообразование в системе RbMoO-LiMoO-Hf(MoO) и кристаллическая структура Rb(LiНf)(МоO) // Журнал неорганической химии. - 2003. - Т.48. - №7. - С.1197-1201]. Измеренная удельная проводимость σ при 450°С равна 1.23·10 Ом·см, и электропроводность обусловлена в основном ионным транспортом. Недостатком указанного тройного молибдата является преимущественно ионный характер электропроводности.
Технический результат изобретения - получение тройного молибдата с полупроводниковым характером проводимости.
5
4
6
Технический результат достигается тем, что тройной молибдат в проводящей матрице содержит вместо молибдата лития молибдат лютеция RbLuHf(MoO).
5
4
6
2
4
3
2
4
3
2
4
3
1
2
1
3+
Собственная электронная проводимость RbLuHf(MoO) объясняется присутствием в составе этого соединения молибдата лютеция Lu(МоO), в котором атомы лютеция обладают (5d6s) электронной конфигурацией. Вместе с тем в [Tripathi А.К., Lal H.V. Electrical Transport in rare-Earth Motybdates: Gd(MoO) and Tb(МоO) // J. Phys. Soc. Jap. - 1980. - V.49. - №5. - P.1896-1901] показано, что в кристаллах молибдатов РЗЭ зона проводимости (свободная) отвечает 5d-уровням Ln и эти электроны участвуют в электропереносе.
5
4
6
Полупроводниковый материал RbLuHf(MoO) получен твердофазным синтезом, и его свойства являются следствием кристаллической структуры и химического состава этого соединения.
5
4
6
5
4
6
2
4
2
4
3
2
4
2
5
4
6
Тройной молибдат RbLuHf(MoO) изоструктурен другому аналогу RbЕrHf(MoO) [Базаров Б.Г., Клевцова Р.Ф., Чимитова О.Д., Федоров К.Н., Глинская Л.А., Тушинова Ю.Л., Базарова Ж.Г. Фазообразование в системе RbМоO-Еr(МоO)-Нf(МоO) и кристаллическая структура нового тройного молибдата RbЕrHf(МоO) // Журн. неорган. химии. - 2006. - Т.51, №5. - С.866-870].
Состав
Удельная проводимость σ, Oм<sup>-1</sup>·см<sup>-1</sup>(450°C)
Характер проводимости
Прототип Rb<sub>5</sub>(Li<sub>1/3</sub>Hf<sub>5/3</sub>)(MoO<sub>4</sub>)<sub>6</sub>
1.23·10<sup>-6</sup>
Ионный
Заявляемое соединение Rb<sub>5</sub>LuHf(MoO<sub>4</sub>)<sub>6</sub>
9.0·10<sup>-5</sup>
Электронный (полупроводниковый)
Отличительной особенностью предлагаемого полупроводникового материала является наличие в проводящей матрице вместо молибдата лития молибдата лютеция, обуславливающего электронный (полупроводниковый) характер проводимости.
5
4
6
Синтез тройного молибдата RbLuHf(MoO) проводили следующим способом.
2
4
2
4
3
4
2
Пример: смесь 5 моль молибдата рубидия RbMoO, 1 моль молибдата лютеция Ln(МоO) и 2 моль молибдата гафния Hf(MoO) растирали в ступке в течение 30 мин и отжигали при ступенчатом подъеме температуры от 450°С до 600°С в течение 100 ч.
5
4
6
5
4
6
Из таблицы следует, что предлагаемый состав RbLuHf(MoO) обладает значительной электронной проводимостью, что позволяет использовать его в качестве полупроводникового материала. Формула изобретения: тройной молибдат в качестве полупроводника, отличающийся тем, что проводящая матрица содержит молибдат лютеция и имеет состав RbLuHf(MoO).
Использование заявляемого изобретения позволит повысить рабочую температуру полупроводниковых приборов на его основе.