Низькотемпературні аномалії фізичних властивостей структурно-невпорядкованих матеріалів у приладових системах - Автореферат

Структури типу метал-діелектрик-напівпровідник, а також структури з подвійним і потрійним діелектричними шарами знаходять інтенсивне використання в електроніці. Не до кінця виявлені причини аномалій термодинамічних і кінетичних властивостей невпорядкованих структур при більш високих температурах, де вони не описуються моделлю ДРС. Значним узагальненням моделі ДРС є модель мяких атомних потенціалів (МАП) Карпова, Клінгера, Ігнатєва , що пояснює більшість універсальних властивостей невпорядкованих структур. В роботі побудована щільність станів низькоенергетичних коливних збуджень структурно-невпорядкованих матеріалів та розроблені фізичні моделі, що дає можливість з єдиних позицій інтерпретувати широкий клас універсальних аномальних низькотемпературних фізичних властивостей аморфних, полікристалічних і пористих напівпровідників. Робота виконувалась у відповідності з держбюджетною науково-дослідною роботою “Дослідження структурної моделі фотопровідності напівпровідників” (№ державної реєстрації 0199U000429) відповідно до програми науково-дослідних робіт Міністерства освіти і науки України “Нові речовини і матеріали” та за держбюджетною науково-дослідною роботою “Структурні особливості поверхні тетраедричних напівпровідників та механізми їх модифікації під впливом іонізуючого опромінення” (№ державної реєстрації 0100U002927) відповідно до програми науково-дослідних робіт Міністерства освіти і науки України “Фізика конденсованого стану, включаючи метали, напівпровідники та рідини”, за планами науково-дослідної роботи кафедри “Вплив розмірних дефектів на ефективність підпорогового дефектоутворення” та “Теорія метастабільних властивостей структурно-невпорядкованих матеріалів”.При Т”10K має місце пік в залежності С/T3 , що свідчить про надлишкову (в порівнянні з дебаївською) теплоємність. При цій же температурі теплоємність виходить на плато, а далі K зростає майже пропорційно Т. У поглинанні звуку при температурах порядку декількох десятків градусів Кельвіна в деяких стеклах має місце так званий релаксаційний пік, за який відповідають процеси термічної активації. Швидкість звуку при температурах вище декількох градусів Кельвіна лінійно зростає з температурою. В умовах моделі ДРС в двоямних потенціалах реалізуються дворівневі системи з постійною щільністю станів n(E)=const, які забезпечують лінійну за температурою залежність теплоємності.В роботі одержано принципово нові результати щодо атомної структури і фізичних процесів в структурно-невпорядкованих матеріалах. Це дозволило розробити фізичні моделі цих структур, які характеризуються кращим узгодженням з відомими експериментальними даними. 1.Доведено, що спектр низькочастотних атомних збуджень в МАП включає дворівневі системи, релаксаційні системи та гармонічні осцилятори. 2.Показано, що в двоямних потенціалах виникають ДРС, щільність станів ДРС є функцією енергії: n(E)?E (k”0,3). Слабка енергетична залежність щільності станів ДРС спричинює специфічну залежність від часу низькотемпературної теплоємності.

ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ