Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Электрические свойства Cr5Si3

01.06.2019


Изучению электрических и магнитных свойств силицида Cr5Si3 посвящено относительно большое количество исследований. Несмотря на это, основные зонные и кинетические его характеристики остаются до настоящего времени во многом неясными.

Первые сведения о термоэлектрических (и детекторных) свойствах технически чистых сплавов хрома с кремнием (0—100% Si) вблизи комнатной температуры были установлены Липатовой и Давыдовым. При этом выяснилось, что образцы, близкие по составу к Cr5Si3, обладают небольшой (несколько мкв/град) и отрицательной т. э.д.с. (относительно меди).

Более надежные данные об удельном электросопротивлении и т.э.д.с. Cr5Si3 были получены Гусевой и Овечкиным. Авторы использовали образцы, приготовленные спеканием спрессованного порошка силицида, синтезированного из достаточно чистых компонентов (чистотой не менее 99,8%), сплавленных под флюсом из BaCl2 и отожженных в течение 100 ч при 1100°C. Выяснилось, что при 20° С р = 666 мком*см, а a = -2 мкв/град (по отношению к меди).

Электрические свойства Cr5Si3 изучались также в серии работ Нешпора и Самсонова. В работах было установлено, что при комнатной температуре для препаратов, полученных горячим прессованием смеси порошкообразных технически чистых компонентов, P= 153 мком*см и Rx = -5,1*10-5 см3/к. Пользуясь однозонной моделью, авторы рассчитали концентрацию носителей (n = 1,2*10в23 см-2) и холловскую подвижность (u = 0,60 см2/в*сек). Все эти данные говорят об электронном и металлическом характере проводимости Cr5Si3.

Позднее Львов и соавторы несколько уточнили свойства Cr5Si3 и показали, что при комнатной температуре р = 80 мком*см, а а = -0,9 мкв/град, т. е. достаточно сильно отличаются от установленных в работе. Причина этого, несомненно, связана с неодинаковыми составами и различной чистотой изученных препаратов. Косвенным подтверждением этого могут служить результаты исследования Никитина, согласно которым изотерма электропроводности Cr, Si-сплавов отличается наличием весьма резко выраженных максимумов, по составу соответствующих стехиометрическим силицидам. Небольшие же уклонения по составу (на несколько процентов), согласно этим данным, приводят к весьма большому росту р. В частности, для образцов Cr5Si3 (в терминологии автора Cr3Si2), полученных сплавлением чистого хрома (99,95% Cr) и полупроводникового кремния, было найдено р20°С = 100 мком*см, что ближе к данным, чем к результатам.

Электрические, термоэлектрические и магнитные свойства препаратов Cr5Si3 изучались Радовским. Автор показал, что при комнатной температуре удельное электросопротивление особо чистого и однофазного литого образца близко к 123 мком*см, а а = -3,8 мкв/град (по отношению к меди). В согласии с соображениями отмечается, что изученному силициду свойствен металлический характер проводимости. Обоснованием этому могут служить и результаты исследования зависимости р(T). Выяснилось, что политерма электросопротивления Cr5Si3 имеет сложный характер: с ростом температуры р сначала монотонно увеличивается (при 700°С р = 500 мком*см), a dp/dT убывает, достигая нуля при 700°С. Дальнейшее увеличение температуры ведет к смене знака dp/dT и убыли электросопротивления. Можно, очевидно, полагать, что здесь имеет место конкуренция процессов рассеяния и активации электронов, роль последнего из которых при высоких температурах становится преобладающей. Наконец, вблизи 1300°С происходит вторичное изменение знака dp/dT, обусловленное, по всей вероятности, усилением энгармонизма колебаний и образованием термических дефектов.

Следует заметить, что в последнее время Рыкова, Сабирзянов и Загряжский, работая с особо чистыми и однофазными препаратами со структурой D8m, подтвердили наблюдения за экстремальным изменением зависимости р(Т) и нашли, например, что электросопротивление между 20 и 600° С растет от 120 до 246 мком*см, а затем убывает. Кроме того, в работе был установлен гистерезис политермы р(T). Авторы показали, что перегрев силицида выше 700° С обусловливает необратимое уменьшение электросопротивления. Этот вопрос нуждается в дополнительном изучении.

Что касается т.э.д.с. Cr5Si3, то, согласно данным, она убывает с ростом температуры от -3,8 мкв/град при 20° С до -10 мкв/град (по отношению к меди) при 300° С. При этом [da/dT] быстро уменьшается с увеличением температуры и достигает нуля примерно при 300° С. Сходные результаты были получены и в работе Рыковой и соавторов (рис. 128), в которой, кроме того, было установлено, что т.э.д.с. Cr5Si3 достигает максимума (примерно +2 мкв/град) при — 100°С.

Характерно, что все авторы, исследовавшие электрофизические и магнитные свойства Cr5Si3, за исключением, не указывают структуры (D88 или D8m) изученных препаратов. Судя по высокой чистоте исходных материалов, в работе так же как и в исследовании изучалась истинно бинарная T1 фаза со структурой типа D8m.

Заметим, что было бы небезынтересным провести сравнительное исследование электрических и магнитных свойств V5Si3 и Cr5Si3 со структурой D8m и со структурой D88, стабилизируемой малыми примесями (например, углерода).
Электрические свойства Cr5Si3



Имя:*
E-Mail:
Комментарий: