Назначение разработки: Предназначена для получения полупроводникового материала с ферромагнитными свойствами при комнатной температуре.

Рекомендуемая область применения: Технология получения ферромагнитных полупроводниковых материалов может быть использована в полупроводниковом и спинтронном приборостроении, а также как объекты исследования физических явлений и процессов взаимодействия полупроводниковых и магнитных систем.

Преимущества перед аналогами: Известны способы получения полупроводниковых интеркалятных материалов, которые позволяют внедрять в слоистые полупроводники различные элементы. Однако здесь имеет место ограничения на параметры режимов электрохимического способа интеркалирования элементами группы железа, обусловленные их невысоким потенциалом выделения (сужает область регулирования потенциалами процесса, при которых невозможна металлизация поверхности, вхождение гидратированных комплексов). Кроме того, отсутствуют данные о влиянии магнитного поля на процесс интеркалирования и ферромагнитных свойствах полупроводниковых кристаллов GaSe, интеркалированного элементами группы железа. Предложенный способ обеспечивает получение ферромагнитного полупроводникового материала на основе GaSe, однородно интеркалированного по объему, сочетающий в себе полупроводниковые свойства с высокими значениями магнитных характеристик. Использование предложенного способа обеспечивает получение слоистых полупроводниковых кристаллов Со 0,15 GaSe (x - количество внедренных атомов Со на одну формульную единицу GaSe) с выраженными ферромагнитными свойствами. Это объясняется тем, что для интеркалятов Co 0,15 GaSe, полученных внедрением в магнитном поле, зависимость удельного магнитного момента от напряженности магнитного поля, измеренная вдоль и поперек слоев интеркалятов Co 0,15 GaSe, имеет вид петли гистерезиса, в отличие от интеркалятов Co 0,15 GaSe, полученных без магнитного поля, для которых подобная зависимость не наблюдается.

Стадия готовности разработки: Изготовлен опытный образец

Описание разработки:
()
Способ получения ферромагнитного полупроводникового материала основан на методе электрохимического внедрения (интеркалирования) ионов кобальта в межслойное пространство монокристаллов слоистого полупроводника GaSe. Процесс внедрения ионов кобальта происходит в образцы, которые расположены в постоянном магнитном поле, направленном перпендикулярно направлению электрического тока. Процесс получения полупроводникового материала, согласно предложенному способу, начинается с изготовления и отбора исходных образцов GaSe. Монокристаллы GaSe были выращены методом Бриджмена из расплава стехиометрического состава. При комнатной температуре образцы имели р-тип проводимости с концентрацией носителей заряда р = 10 [13] - 10 [14] см-3 и подвижность m = 25 - 30 см2 / В*с. Методом Вайсенберга установлено, что полученные кристаллы структуры е-GaSe (пространственная группа D1/3h). Ширина ван-дер-ваальсовых щели GaSe составляет ~ 3,755 А, тогда как ионный радиус кобальта (Со) rCо = 0,82 A, что позволяет реализовать эффективное интеркалирование образцов GaSe без их разрушения. Электрохимическая интеркаляция кобальта осуществлялась методом "тянущего" электрического поля. Как электролит использовали насыщенный водный раствор CoSO4. Для интеркалирования использовали образцы GaSe, размером 10x5x1 мм. Поскольку d-элементы имеют невысокий потенциал выделения, внедрения проводили в гальваностатическом режиме токами, плотность которых не превышала 0,4мА/см2, при этом не наблюдалось осаждение проводимой примеси или ее солей на образцах и электродах электрохимической ячейки. Под действием внешнего постоянного электрического поля происходило внедрение ионов Со в межслойное пространство кристалла GaSe. Режимы интеркалирования задавались величиной плотности тока j, степень интеркалирования (концентрация интеркалянта) определялась произведением jt. Для интеркалирования использовали образцы, сколотые с одной шайбы, влияние концентрации внедренного кобальта на свойства GaSe определось на одной и той же группе образцов путем доинтеркаляции. Внедрение происходило в закрытой электрохимической ячейке типа ЯСЕ-2 без защитной атмосферы при комнатной температуре (Т = 293 К). Магнитные характеристики интеркалятов Co0, 15GaSe определяли методом магнитометрии на вибрационном магнитометре "Vibrating Magnetometer 7404 VSM" в магнитных полях напряженностью до 3000 эрстед без защитной атмосферы при комнатной температуре (Т = 293 К).

Сведения о новизне разработки:
имеется патентов Украины -- 1 шт.

Возможность передачи за рубеж:
Продажа патентов
Продажа технической документации
Совместное доведение до промыш. уровня
Совместное произв.,продажа, эксплуатация

Фотоприложение

Cтрана Украина

За дополнительной информацией обращайтесь:
E-mail: gal@uintei.kiev.ua