Дослідження впливу температури на фізичні параметри напівпровідника μ-метоксо(купрум(ІІ), бісмут(ІІІ)) ацетилацетонату

Abstract

Гетерометалевим комплексним сполукам притаманний напівпровідниковий тип провідності, інтервал робочих температур яких залежить від природи центральних атомів металів, місткових лігандів, стереохімії метал-лігандного оточення, і можуть бути використані як напівпровідниковий матеріал. Розроблена методика синтезу гетерометалевого μ-метоксо(купрум(ІІ), бісмут(ІІІ)) ацетилацетонату(І). Cинтезовано напівпровідниковий матеріал μ-метоксо(купрум(ІІ), бісмут(ІІІ)) ацетилацетонат, такого складу: Cu3Bi(AA)4(OCH3)5, де HAA = H3C–C(O)–CH2–C(O)–CH3. Метою дослідження є дослідження впливу температури на фізичні параметри синтезованого напівпровідникового матеріалу. Проведено експериментальні вимірювання та теоретичні розрахунки залежностей основних фізичних параметрів цього матеріалу від температури та магнітного поля. Так, в діапазоні температур від 273 К до 493 К питомий опір зразків досліджуваного матеріалу зменшився з 1,35∙1014 Ом∙м до 1,5∙10–4 Ом∙м; опір зразка, розмірами 0,5×0,5×0,15 мм, за 273 К рівний 9,01∙1017 Ом, а за 493 К — 1 Ом; концентрація носіїв заряду за температури 273 К становить 4,9∙1017 м-3, за 323 К — 8,2∙1023 м-3, тоді як за температури 493 К концентрація носіїв вже становить 4,4∙1035 м-3; величина струму за напруги живлення 1 В та температури 273 К — І = 1,1∙10–18 А, максимальне значення струму досягається за температури 493 К — І = 0,99 А. Залежності напруженності Холлівського поля в середині напівпровідника від індукції магнітного поля за різних температур, та напруги Холла показують, що дані величини не залежать від температури і, збігаються в одну лінію. В діапазоні від 0 до 200 мТ Холлівська напруга зростає від 1,12·10–11 до 2,24·10–10 В, від 200 до 600 мТ — від 2,24·10–10 В до 6,73·10–10 В і від 600 мТ до 1000 мТ — Холлівська напруга зростає від 6,73·10–10 до 1,12·10–9 В. Доведено, що цей матеріал є напівпровідником, причому з носіями заряду обох знаків.

Heterrometal complex compounds have a semiconductor type of conductivity, the operating temperature range of which depends on the nature of the central metal atoms, bridge ligands, stereochemistry of the metal-ligand environment, and can be used as a semiconductor material. The method of synthesis of heterometal μ-methoxone (kuprum (II), bismuth (III)) acetylacetonate (I) has been developed. An acetylacetonate of the composition Cu3Bi (AA 4 (OCH3) 5, where HAA = H3C–C (O)–CH2–C (O)–CH3, is synthesized in the semiconductor material μ-methoxy (cupram (II), bismuth (III). The purpose of the study is to study the influence of temperature on the physical parameters of the synthesized semiconductor material. Experimental measurements and theoretical calculations of dependencies of the basic physical parameters of this material on temperature and magnetic field are carried out. Thus, in the temperature range from 273 K to 493 K, the specific resistance decreased from 1,35⋅1014 Om to 1,5⋅10–4 Om; the resistance of the sample, in the dimensions 0,5×0,5×0,15 mm, at 273 K is equal to 9,01⋅1017 Оm, and at 493 К — 1 Оm; the concentration of charge carriers at a temperature of 273 K is 4,9 ⋅1017 m-3, at 323 K — 8,2⋅1023 m-3, whereas at a temperature of 493 K the carrier concentration is already 4,4⋅1035 m-3; the current value at a voltage of 1 V and a temperature of 273 K — I = 1,1⋅10–18 A, the maximum value of current is achieved at a temperature of 493 K — I = 0,99 A. The dependence of the Hallfield field intensity in the middle of the semiconductor on the induction of a magnetic field at different temperatures, and Voltage Volts show that the given values are not temperature dependent and coincide in one line. In the range from 0 to 200 mT, the Hall effect increases from 1,12⋅10–11 to 2,24⋅10–10 V, from 200 to 600 mT — from 2,24⋅10–10 V to 6,73⋅10–10 V and from 600 mT to 1000 mT — Hall's voltage rises from 6,73⋅10–10 to 1,12⋅10–9 V. It is proved that this material is a semiconductor, and with the carriers of the charge of both signs.

Гетерометалические комплексные соединения обладают полупроводниковым типом проводимости, интервал рабочих температур которых зависит от природы центральных атомов металлов, мостиковых лигандов, стереохимии металл-лигандного окружения, и могут быть использованы как полупроводниковый материал. Разработана методика синтеза гетерометалевого μ-метокси(медь(II), висмут(III)) ацетилацетоната(I). Cинтезирован полупроводниковый материал μ-метокси(медь(II), висмут(III)) ацетилацетонат, такого состава: Cu3Bi (AA)4 (OCH3)5, где HAA = H3C–C (O)–CH2-C (O)–CH3. Целью исследования является исследование влияния температуры на физические параметры синтезированного полупроводникового материала. Проведены экспериментальные измерения и теоретические расчеты зависимостей основных физических параметров этого материала от температуры и магнитного поля. Так, в диапазоне температур от 273 К до 493 К удельное сопротивление образцов исследуемого материала уменьшилось с 1,35 ∙ 1014 Ом ∙ м до 1,5 ∙ 10–4 Ом ∙ м; сопротивление образца, размерами 0,5×0,5×0,15 мм, при 273 К равен 9,01 ∙ 1017 Ом, а при 493 К —1 Ом; концентрация носителей заряда при температуре 273 К составляет 4,9 ∙ 1017 м3, а при 323 К — 8,2 ∙ 1023 м3, тогда как при температуре 493 К концентрация носителей уже составляет 4,4 ∙ 1035 м-3; величина тока при напряжении питания 1 В и температуре 273 К — I = 1,1 ∙ 10-18 А, максимальное значение тока достигается при температуре 493 К — I = 0,99 А. Зависимости напряженности Холловского поля в середине полупроводника от индукции магнитного поля при различных температурах, и напряжении Холла показывают, что эти величины не зависят от температуры и, сходятся в одну линию. В диапазоне от 0 до 200 мТ Холловское напряжение возрастает от 1,12 · 10–11 до 2,24 · 10–10 В, от 200 до 600 мТ — от 2,24 · 10–10 В до 6,73 · 10–10 В и от 600 мТ до 1000 мТ — Холловское напряжение возрастает от 6,73 · 10–10 до 1,12 · 10–9 В. Доказано, что исследуемый материал является полупроводником, причем с носителями заряда обоих знаков.