Электрофизические свойства соединений CaInSe2(Te2) и CaGaSe2(Te2)

Electro-physical properties of the compounds CaInSe2 (Te2) and CaGaSe2(Te2) Yagubov N.1, Mamedova S.2, Velidzhanova L.3, Pirverdiyeva N.4 (Republic of Azerbaijan) Электрофизические свойства соединений CaInSe2(Te2) и CaGaSe2(Te2) Ягубов Н. И.1, Мамедова С. Г.2, Велиджанова Л. A.3, Пирвердиева Н. Р.4

1 Ягубов Наги Ибрагим оглы / Yagubov Nagi - кандидат химических наук, доцент; 2Мамедова Саба Гусейнхан /Mamedova Saba - кандидат химических наук, старший преподаватель;

3Велиджанова Лейла Аловсат / Velidzhanova Leyla - магистр, кафедра общей и неорганической химии;

4Пирвердиева Назрин Рафаил /Pirverdiyeva Nazrin - бакалавр, химический факультет, Бакинский государственный университет, г. Баку, Азербайджанская Республика

Аннотация: методами ДТА, РФА, МСА, а также путем измерения микротвердости и определения плотности, исследован характер взаимодействия системы CaSe-InSe(Те), CaSe-GaSe(Те) и построена их Т-Х фазовая диаграмма. Изучены температурные зависимости электропроводности, люкс-амперные характеристики, фотоэлектрические свойства монокристаллов соединений CaGaSе2(Te2), CaInSе2(Te2). Вычислена ширина запрещенной зоны этих кристаллов и параметры кристаллической решетки. Установлено, что фоточувствительность тройных соединений CaInSе2(Te2) больше, чем фоточувствительность соединений CaGaSе2(Te2).

Abstract: using DTA, XRD, ISA, as well as by measuring the microhardness and density determination investigated the nature of the interaction in CaSe(Te)-InSe system (Te), CaSe(Te)-GaSe (Te) and built their T-x phase diagram. The temperature dependence of the electrical, luxury-voltage characteristics of the photovoltaic properties of single crystals of compound CaGaSe2(Te2), CaInSe2(Te2). Calculated bandgap of the crystal lattice parameters and It was found that the photosensitivity of the ternary compounds CaInSe2(Te2), more than the photosensitivity CaGaSe2(Te2) compounds.

Ключевые слова: полупроводник, люминесценция, фотопроводимость, квазибинарный твердый раствор, микротвердость.

Keywords: semiconductor, luminescence, photoconductivity, pseudo binary, solid solution, micro hardness.

Халькогениды кальция, а также полученные на их основе тройные фазы относятся к перспективным веществам для разработки люминесцентных и фотоэлектрических материалов [1-3]. Халькогениды индия и на его основе твердые растворы проявляют фоточувствительные свойства [4]. При взаимодействии халькогенидов щелочноземельных металлов с халькогенидами галлия и индия, образуются трехкомпонентные соединения и твердые растворы, которые должны сохранять свойства исходных бинарных соединений, и при этом обладать более ярко выраженными функциональными свойствами.

Бинарные соединения Са8е(Те), 1и8е(Те), GaSe^) были получены нами из соответствующих элементов. Сплавы системы CaSe(Te)-InSe(Te) были получены при взаимодействии бинарных соединений Са8е(Те) с GaSe(Te) и InSe^) при температуре 1100-12000K в вакуумированных запаянных двойных кварцевых ампулах в течение 4-5 часов. Полученные сплавы подвергли гомогенизирующему отжигу при температуре 900 0K для сплавов CaSe(Te)-InSe (Te), 1000°К для сплавов CaSe(Te)-GaSe(Te) в течение 200 часов. Для установления индивидуальности данных соединений мы использовали метод физико-химического анализа (микроструктурный анализ (МСА), измерение микротвердости,

дифференциально-термический анализ (ДГА), рентгенофазовый анализ (РФА), количественно-спектральный анализ и химический анализ). Измерение микротвердости проводилось на микротвердомере ПМТ-3 при нагрузках, выбранных в результате изучения их микротвердости для каждой фазы. Микроструктуру сплавов изучали на микроскопе МИМ-8. Шлифы сплавов травили смесью НМ03:Н202=1:1. Дифференциально-термический анализ осуществляли на низкочастотном терморегистраторе Термоскан-2, со скоростью нагревания 2 град./мин. Рентгенофазовый анализ был проведен на дифрактометре ДРОН-3М (фильтр СиКа-излучение).

Методами БТЛ, МСА, РФА, а также путем измерения микротвердости и определения плотности сплавов, исследована система Са8е(Ге)-1и8е(Ге) и построена диаграмма состояния этой системы. Диаграмма состояния системы GaSe(Te)-CaSe(Te) и 1и8е(Те)-Са8е(Те) квазибинарная и в системе с соотношением 1:1 образуется инконгруэнтное соединение типа Сава8е2(Те2), Са1и8е2(Те2). Изучены температурные зависимости электропроводности, люкс-амперные характеристики, фотоэлектрические свойства монокристаллов соединений CaGaSе2(Te2), CaInSе2(Te2). Измерена температурная зависимость электропроводности соединений СаGaSe2(1) , CaGaTe2(2) иCaInTe2 (рис. 2.) Вычислена ширина запрещенной зоны этих кристаллов. Была изучена зависимость фототока от длины волны сплава состава CaGaSe2, CaGaТe2, CaInSe2 и CaInТe2. Фотопроводимость этих соединений проводилось в условиях модуляции интенсивности возбуждающего монохроматического луча, использованное время продолжительности импульса светового луча соответствующей частоты модуляции 85Гц было намного больше, чем времени генерации и рекомбинации стационарного тока.

____I__t__

—1-1-1-1-1-1-1--1! 19 3/> 3,1 3,1 3,3 3.4 3,5

0,8 1,8 2,8 3,8 4,8 В,8 6,8 Е(1_к) 107ГД

Рис. 1. Люкс-амперная зависимость Рис. 2. Температурная зависимость

соединений Са!пБе2(1) и Са1пТе2(2) электропроводности соединений

СаОа8в2

После детектирования переменного фототока приборами, спектр фототока регистрируется прибором в виде непрерывной кривой в шкале, взятой в относительных единицах. В дальнейшем этот спектр был построен заново на основании расчетов значений тока, приведенных к единому кванту. Для исследования результатов спектр фотопроводимости был исследован в образцах с сильным сопротивлением, в поле Е=350В/см. Фоточувствительность образца начинается от 0,35эВ энергии нисходящего кванта. Но при 10эВ спектр начинается при низких значениях энергии окружающего кванта, соответствующего различимой области поглощения. Таким образом, в первом случае наблюдается выключение тока явной фотопроводимости. Это можно объяснить заполнением явных уровней под действием электрического поля. В интервале 0,85-1,7 эВ фототок на первом спектре меньше, чем на втором, это же объясняется уменьшением заряда носителей тока в сильных электрических полях. Продолжительности жизни не находящихся в равновесии носителей тока CaGaSe2(Te2) и CaIn8e2(Te2) соединений определяются во время изучения фототока при «световом ударе» и возбуждения света посредством импульсов. А механизмы рекомбинации определяются во

время исследования люкс-амперной характеристики CaGaSe2, CaGaTe2 и CaInSe2, CaInTe2 соединений. Релаксация фотопроводимости происходит центрами медленной и быстрой рекомбинации. Отношение сопротивления темного тока на сопротивления фототока соответствует (при 100лк освежения) R1/Rc=64(CaInSe2); R1/Rc=57(CaInTe2). На рис. 1 дана люкс-амперная зависимость CaInSe2(1) и Ca[nTe2(2)соединений.

Тройные соединения CaGaSе2(Te2) проявляют интенсивные люминесценцирующие свойства. А при добавлении 0,1-0,5моль% редкоземельных элементов (Eu, Ce, Gd, Th, Sm,Nd) в сплав CaGaSе2, CaGaTe2 эффективность люминесценции увеличивается в 4-6 раз. Установлено, что соединения CaInSe2, CaInTe2 проявляют сильные фоточувствительные свойства, а соединения CaGaSe2, CaGaTe2 проявляют люминесцентные свойства.

Литература

1. Bredol M., Dieckhoff H. S. Materials for Powder-Based AC-Electroluminescence // Materials, 2010. № 3. P. 1353-1374.

2. Chartier C., Barthou C., Benalloul P., Chenot S., Frigerio J. M. Structural and luminescent properties of green emitting SrGa2S4: Eu thin films prepared by RF-sputtering // J. Cryst. Growth, 2003. V. 256. P. 305-316.

3. Charter C., Jabbarov R., Jouanne M., Morhange J.-F., Barthou C., Trigerio J.-M., Tagiev B. and Gambarov E. Raman investigation of orthorhombic MIIGa2(S,Se)4 compounds // J. Phys. Condens. Matter., 2002. V. 14. P. 13693-13703.

4. Медведева З. С., Гулиев Т. Н. Селениды индия // Журн. неорган. химии, 1965. Т. 1. № 12. С. 2128-2133.

Chemical and microbial origins of life Gibadullin A.

Гибадуллин Артур ААмирзянович / Gibadullin Artur - студент, кафедра физико-математического образования, факультет информационных технологий и математики, Нижневартовский государственный университет, г. Нижневартовск

Аннотация: в статье исследуется химический уровень организации жизни. Рассматривается применение временных пространств для этого.

Abstract: the article investigates chemical level of biological organization. The application of temporal spaces for this purpose is studied.

Ключевые слова: нанобиология, биохимия, органическая химия. Keywords: nanobiology, biology, organic, temporal space, biochemistry.

Жизнь имеет химическую природу. Живые организмы представляют собой сложную систему, состоящую из различных химических соединений и поддерживаемую благодаря химическим реакциям. Особую роль выполняют вода и органические молекулы -соединения углерода, такие как нуклеиновые кислоты, белки. По всей видимости, предшественницей живых клеток была водная среда с химическими веществами в ней.

Для моделирования сложных химических взаимодействий органических молекул подходят временные пространства [2]. Они способны отразить асимметричность и иерархию одних молекул по отношению к другим [1]. Учитывают особенности пространства и времени [3]. Объясняют незамкнутость развития жизни [4]. Для исследования