Дослідження електронної провідності монокристалів

дийодиду свинцю в поляризаційній комірці

Вступ

Галогеніди свинцю є переважно йонними кристалами з малою часткою

електронної складової провідності (1-4(. Дийодид свинцю PbJ2 належить до

специфічних кристалів, які мають шарувату структуру, і їх електрофізичні

властивості найменш досліджені.

У літературі представлено здебільшого суперечливі дані щодо характеру

електропровідності дийодиду свинцю, причому більшість експериментів було

проведено на спресованих зразках полікристалічного PbJ2.

У зв’язку з можливістю використання PbJ2 як датчики йонізуючого

випромінювання необхідно визначити характер і параметри електронної

провідності цих кристалів.

Одним із методів, який дозволяє визначати електронно-діркову складову

провідності (ЕДСП) у твердих йонних кристалах, де основними носіями

електричного струму є йонні дефекти, є метод поляризаційної комірки

Вагнера (5(, який належить до методів електрохімії твердого тіла.

Цей метод був успішно застосований для визначення малої частки ЕДСП

галогенідів міді (6(, хлориду і броміду свинцю (7(, галогенідів срібла

(8(, азиду срібла (9-10( та інших кристалічних речовин, які мають

переважно йонну провідність.

Метою цієї роботи було апробувати метод поляризаційної комірки Вагнера

для дослідження типу і величини електронної складової провідності на

монокристалах дийодиду свинцю, вирощених за модифікованим методом

Бріджмена-Стокбаргера, та провести дослідження величини ЕДСП у вибраному

інтервалі температур.

Методика експерименту

Об’єктом дослідження були монокристали дийодиду свинцю, які одержували

за модифікованим методом Бріджмена-Стокбаргера із попередньо очищених

компонентів (свинцю і йоду). Зразки PbJ2 сколювалися за площиною,

перпендикулярною до осі С, із монокристалічних злитків у вигляді

пластинчастих дисків товщиною 0,5 – 2 мм і діаметром 10 мм. Одержання

монокристалічних злитків дийодиду свинцю проводилося згідно з

методикою, описаною у працях (11-12(.

Вимірювання електропровідності монокристалічних зразків проводили на

постійному струмі на спеціально сконструйованій нами установці.

Вимірювальна комірка з досліджуваним зразком і електродами у вигляді

“сендвича” розміщувалася під ковпаком вакуумного поста ВУП-4М.

Вимірювання проводили в вакуумі при залишковому тиску 10-2–10-3 Па або в

атмосфері очищеного аргону при оптимальному тиску РAr=(0.2-0.9)(105 Па.

У зв’язку з можливістю сублімації PbJ2 експерименти в вакуумі

обмежувалися максимальною температурою 526 К. Вимірювання в атмосфері

аргону здійснювали в інтервалі температур 293-630 К.

Усі вимірювання електропровідності монокристалів були зроблені в

напрямку, паралельному до осі С.

Прижим електродів здійснювався пружиною, яка забезпечувала зусилля 14-17

кПа. Було визначено, що при більш високих зусиллях пружини при високих

температурах відбувається механічна деформація монокристала.

Струм (І), який протікав через зразок, реєструвався за допомогою

наноамперметра Р-341 і електрометра В7-29.