Диссертация

Целью работы является определение условий синтеза твердых растворов со структурой тетрадимита в тройных взаимных системах Bi2Se3 – Sb2Te3 ↔ Bi2Te3 – Sb2Se3 и Bi2S3 – Sb2Te3 ↔ Bi2Te3 – Sb2S3 с заданными электронной структурой и свойствами. Под этим понимается ширина запрещенной зоны, положение уровня Ферми, концентрация и тип носителей заряда, положение точки Дирака. Объектом исследования стали синтезированные монокристаллы твердых растворов из тройных взаимных систем Bi2Se3 – Sb2Te3 ↔ Bi2Te3 – Sb2Se3 и Bi2S3 – Sb2Te3 ↔ Bi2Te3 – Sb2S3 со структурой тетрадимита. Показано значительное влияние условий роста кристаллов изучаемых твердых растворов из расплава на свойства получаемых веществ: знания о дефектной структуре изучаемых твердых растворов помогают подбирать условия синтеза так, что можно варьировать состав твердого раствора для получения одних и тех же электрофизических свойств. Доказана возможность роста кристаллов твердых растворов со структурой тетрадимита методом ХТР. Показано статистическое распределение металлов в кристаллической решетке твердых растворов с катионным замещением на примере кристаллов, полученных из системы Bi2Te3 – Sb2Te3, методами РФЭС и ПЭМ ВР, и наличие значительного разупорядочения в анионной подрешетке твердых растворов с анионным замещением на примере кристаллов, полученных из квазибинарного разреза Sb2Te3 – Sb2Se3, при помощи РДА, ФЭД, ПЭМ ВР в сочетании с EDX-картированием. Установлены основные стадии процесса окисления кислородом поверхностей (111) кристаллов твердых растворов с катионным и анионным замещением: (Bi1-хSbх)2Te3, Sb2(TeхSe1-х)3 и Bi2(TeхSe1-х)3. Выявлен эффект аномального быстрого окисления твердых растворов смешанных халькогенидов.