МЕХАНИЗМЫ ПРОВОДИМОСТИ И ТЕРМОЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛУМЕТАЛЛИЧЕСКИХ ПЛЕНОК CASI И CASI2 НА ПОДЛОЖКАХ SI(100) И SI(111)


2021

Галкин К. Н., Галкин Н. Г., Субботин Е. Ю., Тупкало А. В., Чернев И. М., Н.Г. Галкин, К.Н. Галкин, А.В. Тупкало, Е.Ю. Субботин, И.М. Чернев, А.В. Шевлягин, В.В. Ховайло

Статьи в журналах

11

Механизмы проводимости и термоэлектрические свойства полуметаллических пленок CASI и CASI2 на подложках Si(100) и Si(111) / Н. Г. Галкин, К. Н. Галкин, А. В. Тупкало [и др.] // Химическая физика и мезоскопия. – 2021. – Т. 23. – № 2. – С. 165-175.

Нанокристаллические пленки CaSi толщиной от 80 до 130 нм были выращены на высокоомных кремниевых подложках с ориентацией (111) и (100) методами низкотемпературной (190 - 330 °C) молекулярно-лучевой эпитаксии и низкотемпературной (330 °C) твердофазной эпитаксии, для которых были изучены микроструктура, фазовый состав и кристаллическая структура. Установлено, что поликристаллические, нанокристаллические (НК) и аморфные пленки CaSi и CaSi2 преимущественным вкладом дырок в диапазоне 1.4 - 300 К. В магнитных полях 1 - 4 Тл и при температурах 40 - 100 К в пленках CaSi с вкладом второй фазы CaSi2 впервые обнаружен гигантский линейный магнеторезистивный эффект (МРЭ) (до 500 %) . В пленках CaSi2 с вкладом второй фазы (CaSi) обнаружен при температурах 100 - 200 К пик на температурных зависимостях удельного сопротивления и коэффициента Холла, что соответствует фазовому переходу. Дополнительно в данной пленке обнаружен переход от положительного к отрицательному МРЭ при Т = 120 - 200 К. При этом данный эффект не обнаружен в однофазной пленке CaSi2, что соответствует определенной перестройке в магнитном поле потоков носителей только в двухфазной системе. Исследование термоэлектрических свойств пленок CaSi и CaSi2 показало, что полуметаллический тип проводимости в них приводит к независимости положительного коэффициента Зеебека при Т = 330 - 450 К. Установлено, что максимальный вклад в коэффициент Зеебека и фактор мощности наблюдается в аморфной пленке CaSi в случае присутствия некоторой доли НК фазы Ca2Si. В однофазных пленках CaSi2 наблюдается двукратное снижение коэффициента Зеебека и фактора мощности за счет увеличения концентрации дырок по сравнению с пленками CaSi.

DOI 10.15350/17270529.2021.2.15.

http://udman.ru/ru/zhurnaly/khimicheskaya-fizika-i-mezoskopiya/arkhiv/