Бориды - Самсонов Г.В.
Скачать (прямая ссылка):
В работе [755] на оснований анализа кривой зависимости удельного электросопротивления диборида титана от пористости образцов предложена формула для экстраполяции значений удельного электросопротивления на нулевую пористость;
Р-(1-Т3'8Ро.
В ряде работ [13Oj 188, 390, 440, 699] исследовалась температурная зависимость электросопротивления боридов в интервале температур от комнатной до 1200° С-
Глезер и ,Москович [699] обнаружили уменьшение значения термического коэффициента сопротивления ростом- температуры у TiB2 и Mo2B5. Для боридов Tl, Zr, V, Nb, Та и W наблюдалась линейная зависимость удельного электросопротивления от температуры [699]. Характер измерения электросопротивления Mo2B5 в зависимости от температуры не подчинялся линейному закону. Отмечаются большие значения dp/dT для боридов вольфрама и молибдена по сравнению с другими боридами, Последнее объясняется меньшей жесткостью связей в этих боридах, имеющих дефектную структуру.
Исследованию термо-э. д. с. боридов посвящен ряд работ [130, 185, 191, 405], результаты которых обсуждены в моногра-
?2
-фии ]24]. Обнаружена закономерность э изменении значения термо-э. д. с, боридов в зависимости от степени дефектности d-уровней металла. Объяснение этой закономерности проводится на основе донорно-акцепторного взаимодействия переходных металлов и бора [405].
Измерение коэффициента Холла диборидов переходных металлов IY—VI групп при комнатной температуре проводилось t работах [185, 755, 901], где показано, что коэффициент Холла для всех диборидов величина от]рицательная7Х^то~с?ВД^тсть^ jCiBvexjog злектронноіаг^арактере иТІпзов^дІшЬсти'І"^'!^аідечено, что значение коЗффЙциента~*""Холла резко снижается при переходе от боридов металлов IV группы к боридам металлов V группы и незначительно от боридов металлов V группы К болидам металлов VI группы. Это связано со значительно боль-1 чцей концентрацией' электронов проводимости в диборидах металлов V и VI групп по сравнению с диборидами металлов ііу группы.
Большие значения коэффициента Холла Rn для диборидов 'металлов IV группы объясняются [185] расширением зоны про-і водимости со снижением в ней плотности состояний при запоЛ-! цении rf-полосы металла валентными электронами бора. В работе [755] предлагается аналогичный механизм перехода валентных электронов бора rf-полосу металла. Ответственной за Проводимость считается s-полоса, которая с rf-полосой почти не перекрывается. Резкое уменьшение значения Rn Для диборидов металлов V-1VI групп объясняется увеличением Электронной плотности в полосе проводимости* (около ОдногО' электрона на ячейку) за счет электронов металла, Пайпер [901] считает Такое объяснение неверным, так как ему противоречит вьр сокая стабильность диборидов IV группы, что свидетельствует О довольно прочной связи В—В и о наличии большой доли Ko-валентной связи Ме-т-В, аналогичной такой же связи в карби-* дах: и нитридах.
В работе [4] приводится Температурная и концентрационная зависимости коэффициента Холла диборида титана в области гомогенности.
1Bi И. Малинский и др. [201] на основании данных по измерению коэффициента Холла диборидов переходных металлов IV ґруппьї при комнатной температуре й температуре жидкого азота, а также расчета концентраций и подвижности носителей Тока по двухзонной модели делают вывод о том, что, как и в случае монокарбидов [186, 202], двухзонное приближение точнее Отражает свойства, чем однозонная модель*
В работах [124, 125, 447, 449, 468] проведено систематическое исследование электрофизических и гальваномагнитных свойств боридов переходных металлов IV—VI групп на образцах боридов, полученных методом горячего прессования (их пористость Не превышала 12%)і Металлографический И рентгеновский ана-
53
лизы подтвердили однофазность образцов, а химический анализ установил близость их состава к стехиометрическому.
Измерены электросопротивление в области температур 300— 2300° К, коэффициент термо-э. д. с. в интервале 300-^-1400° К, коэффициент Холла при комнатной температуре для диборидов Ti, Zr, Hf, V11 Nb, Та и Cr, боридных фаз ниобия и хрома и боридов М02В5 и W2B5.
Совокупность этих данных дала возможность в приближении однозонной модели оценить основные параметры электропереноса: концентрацию, подвижность носителей тока (по данным коэффициентов Холла и величин электросопротивления), эффективную массу носителей заряда т*, уровень Ферми \х* и показатель рассеяния г.'Последний рассчитывался путем графического решения системы уравнений
Г.-^-= /ifo*) (1)
Jf = (2)
Интеграл Ферми — Дирака /"1/2((**)» с помощью которого число носителей тока связано с уровнем Ферми
п ¦-- 4,831 • Ю16 (—У' T'uF4t ((г*), (3)
\ щ J
для случаев и*>10 рассчитывался по формуле [20]
/«/>)=-^-• (4)
Расчеты выполнены в рамках однозонного приближения. Критерием применимости такого приближения явилось совпадение знаков термо-э. д. с, и коэффициентов Холла для диборидов переходных металлов IV—VI групп, а также то, что система уравнений (1) и (2) имела разумные решения во всем интервале температур, а рассчитанные величины параметров электропереноса находились в полном соответствии с результатами эксперимента. Результаты исследований и выполненных расчетов приведены в табл. 15.
