Спасибо большое автору! Работа выполнена очень большая и раньше срока! Всё четко! Автора советую
Информация о работе
Подробнее о работе
Атомная структура и свойства стеклообразных материалов системы Cu-As-Se
- 36 страниц
- 2014 год
- 591 просмотр
- 0 покупок
Гарантия сервиса Автор24
Уникальность не ниже 50%
Фрагменты работ
Термин «стекло» для неспециалиста ассоциируется с прозрачным, хрупким материалом, таким, как обычное оконное стекло. Между тем оконное стекло является лишь одним из представителей обширного класса материалов – стекол, к которым можно отнести все материалы с некристаллической структурой, способные в определенных условиях непрерывным образом переходить из жидкого состояния в твердое, без скачкообразного изменения структуры. Халькогенидные стекла обладают худшими механическими свойствами и более низкой термической стабильностью по сравнению с оксидными стеклами, однако почти все они интенсивно поглощают в видимой части спектра и являются непрозрачными материалами с полупроводниковыми свойствами. Некристаллические вещества являются одними из наиболее широко исследуемых функциональных материалов, причем современный этап исследований некристаллических веществ характеризуется поиском возможностей управления свойствами материала и новых возможностей их применения [1].
В представленной курсовой работе рассмотрены структура и свойства трехкомпонентных халькогенидных стекол на основе Сu – As – Se.
Актуальность темы данной работы объясняется возросшим интересом к высоким оптическим качествами и ярко выраженной электронной проводимостью халькогенидных стекол, а также их большей устойчивостью к внешней среде в сравнении с кремниевыми и германиевыми аналогами.
Целью данной работы является подробное рассмотрение структуры и свойств халькогенидных стекол состава CuAsSe2.
В рамках поставленной цели можно выделить следующие задачи, решаемые в данной работе: рассмотрение литературных данных о структуре и свойствах халькогенидных стекол состава CuAsSe2, способах и методике исследования стеклообразных соединений, а также получение и обсуждение экспериментальных результатов о свойствах указанных материалов.
ВВЕДЕНИЕ 3
1 ЛИТЕРТУРНЫЙ ОБЗОР ПО СТРУКТУРЕ И СВОЙСТВАМ СОЕДИНЕНИЯ CuAsSe2 4
2 СПОСОБЫ АТТЕСТАЦИИ СТЕКЛООБРАЗНЫХ СОЕДИНЕНИЙ 9
2.1 Рентгеновская дифракция 9
2.2 Расчет ФРРА 12
2.3 Моделирование структуры (визуализация) 15
3 МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ 17
3.1 Синтез материалов 17
3.2 Методы исследования и экспериментальные установки 19
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЯ 24
4.1 Исследование структуры материала 24
4.2 Зависимость электрических свойств от частоты 27
4.2 Зависимость электрических свойств от температуры 28
4.4 Зависимость электрических свойств от времени 30
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 32
СПИСОК ИСПОЛЬЗУЕМОЙ ЛИТЕРАТУРЫ 34
ПРИЛОЖЕНИЕ А 36
Таким образом, в результате проведенного исследования были сделаны следующие выводы:
Согласно современным представлениям, в гомогенном халькогенидном стеклообразном полупроводнике атомы, составляющие структурную сетку стекла, используют все свои валентные электроны на образование связей с окружающими атомами (правило N-8). Химическое взаимодействие меди с мышьяком и селеном осуществляется в результате участия 4s1-электрона меди в химической связи Cu-Se и образования донорно-акцепторной связи Сu ←: As за счет неподеленной пары электронов атома мышьяка и вакантных 4р-орбит атома меди, и образуются пространственно-трехмерные сетки. по мере увеличения содержания меди в составе стеклообразных сплавов их структура все более приближается к структуре стекла, соответствующего соединению CuAsSe2.
К числу наиболее информативных методов исследования атомной структуры ближнего порядка халькогенидных стекол относятся дифрактометрические методы исследования. Дифракционные картины, полученные от ХСП, представляют собой набор бесструктурных концентрических гало, интенсивность которых быстро убывает с увеличением угла дифракции 2θ или абсолютной величины вектора рассеяния S = 4πSin(θ)/λ. Расположение атомов вокруг любого из атомов в ХСП можно охарактеризовать функцией радиального распределения атомов ФРРА(r). ФРРА, имеющая статистический характер, обозначает вероятность встречи с атомом того или иного сорта, находящимся на расстоянии r от отсчетного. На сегодняшний день, помимо экспериментальных методов, большое значение уделяют построению теоретических моделей неупорядоченных систем с использованием моделирования на ЭВМ. Примененный в данной работе пакет специальных программ Diamond позволяет визуализировать кристаллическую структуру на атомном уровне.
Синтез аморфных селенидов меди (GeSe)1-x(CuAsSe2)x, x=0.95, 1.0, осуществляли сплавлением исходных компонент (в качестве исходных материалов применяли реактивы высокой чистоты, не ниже ОСЧ) в кварцевых ампулах, эвакуированных до остаточного давления 10-4 Па, заполненных чистым гелием до 0.7·105 Па. Сплав состава CuAsSe2 оказался двухфазным.
При экспериментальном исследовании свойств стекол состава CuAsSe2 были применены следующие методы: импедансная спектроскопия (метод исследования различных объектов и систем, основанный на измерении и анализе зависимостей полного комплексного сопротивления (импеданса) и полной комплексной проводимости (адмиттанса) от частоты переменного тока), дифрактометрические методы исследования, а также удельной электропроводности материала, предварительно подвергнутого специальной обработке (старению) зондовым методом.
Рентгенографический анализ, проведенный на ДРОН-6 и Shimadzu XRD 6000, (излучение Cukα) показал, что соединения однофазны. Структура стекла определяется ближним порядком, характерным для соединения CuAsSe2. При этом в составе стекла образуются пространственно-трехмерные структурные единицы, соответствующие химическому соединению CuAsSe2.
При исследовании зависимости проводимости материала от частоты тока было установлено, что припоглощении связью Cu-As энергии кванта Е происходит ее ионизация с переходом одно электрона на локальную возбужденную орбиту. Возбужденный электрон и вакансия, преодолевая незначительный активационный барьер Еа, смещаются в разные стороны, осуществляя таким образом процесс протекания электрического тока.
Также было установлено, что со временем, в результате старения, структура стекла значительно ослабляется и тепловые движения молекул приводят к структурной перестройке, в частности, к кристаллизации, а полная или частичная кристаллизация халькогенидных стекол сильно повышает проводимость.
1. Чабан И.А. Эффект переключения в халькогенидных стеклах // ФТТ, 2007, Т. 49,№3, 405-410.
2. Борисова З.У. Халькогенидные полупроводниковые стекла. Л.: ЛГУ. 1983. - 344 с.
3. Минаев B.C. Стеклообразные полупроводниковые сплавы - Москва: Металлургия, 1991. — 407 с.
4. Popescu M.A. Non-Crystalline Chalcogenicides, Softcover ISBN: 978-1-4020-0359-2, 2001. - 388 с.
5. Lukic S. R., Petrovic D. M., Štrbac D. D., Petrovic V. B. and Skuban F. dependence of thermal stability and thermomechanicalcharacteristics of non-crystalline chalcogenides in the Cu–As–Se system on copper content. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 82, 2005, p. 41–44.
6. Борец А.Н. и др. Сложные стеклообразные халькогениды. - Львов. Вища школа,1987. - 189 с.
7. Алмасов Н.С. Структура и электронные свойства аморфных пленок халькогенндных стеклообразных полупроводников, полученных понноплазменным распылением // Диссертация на соискание ученой степени, УДК 537.311.322; 539.216. – Алма-Аты, 2012 – 100 с.
8. Попов Н.А. Новая модель дефектов в халькогенидных стеклообразных полупроводниках/ЛТисьма в ЖЭТФ. - 1980. - Т. 31, вып. 8. - С. 437-440.
9. Хоник, В. А. Стекла: структура и структурные превращения // Соросовский образовательный журнал, 2001г. т.7 № 3. - С.95-102.
10. Киселева, А. Н. Построение структурной модели натриево-силикатного стекла [Текст] / А. Н. Киселева, И. А. Голубева // Вестник Амурского государственного университета. - 2012. - Вып. 57: Сер. Естеств. и экон. науки. - С. 36-39.
11. Импедансметр Solartron 1260A [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://www.fuelcell.su/index.php?page=shop.product_details&flypage=fuelcell.tpl&product_id=117&category_id=57&option=com_virtuemart&Itemid=71
12. Китайгородский А.И. Рентгеноструктурный анализ мелкокристаллических и аморфных тел.. М. - Л.: ГИТТЛ, 1952. - 588 с.
13. Исследование свойств халькогенидных стекол [Электронный ресурс]. – Режим доступа: http://onu.edu.ua/ru/science/research_unit/sri_and_labs/fiz_ints/lab_theor_phys
14. Лебедев Э.А., Казакова Л.П. Дрейф носителей заряда в халькогенидных стеклах//В кн.: Электронные явления в халькогенидных стеклообразных полупроводниках/ Под. ред. Цендина К.Д.- СПб.: Наука,1996.-С.141-192.
Форма заказа новой работы
Не подошла эта работа?
Закажи новую работу, сделанную по твоим требованиям
