Призначення розробки: Призначена для отримання напівпровідникового матеріалу з феромагнітними властивостями при кімнатній температурі.

Рекомендована область застосування: Технологія отримання феромагнітних напівпровідникових матеріалів може бути використана у напівпровідниковому та спінтронному приладобудуванні, а також як об'єкти дослідження фізичних явищ та процесів взаємодії напівпровідникових та магнітних систем.

Переваги перед аналогами: Відомі способи отримання напівпровідникових інтеркалатних матеріалів, які дозволяють впроваджувати в шаруваті напівпровідники різноманітні елементи. Однак тут має місце обмеження на параметри режимів електрохімічного способу інтеркалювання елементами групи заліза, зумовлені їх невисоким потенціалом виділення (що звужує область регулювання потенціалами процесу, при яких неможлива металізація поверхні, чи входження гідратованих комплексів). Крім того, відсутні дані про вплив магнітного поля на процес інтеркалювання та феромагнітні властивості напівпровідникових кристалів GaSe, інтеркальованими елементами групи заліза. Запропонований спосіб забезпечує отримання феромагнітного напівпровідникового матеріалу на основі GaSe, однорідно інтеркальованого по об'єму, що поєднує в собі напівпровідникові властивості з високими значеннями магнітних характеристик. Використання запропонованого способу забезпечує отримання шаруватих напівпровідникових кристалів Со 0,15 GaSe (x - кількість впроваджених атомів Со на одну формульну одиницю GaSe) з вираженими феромагнітними властивостями. Це пояснюється тим, що для інтеркалатів Co 0,15 GaSe, отриманих впровадженням в магнітному полі, залежність питомого магнітного моменту від напруженості магнітного поля, виміряна вздовж і впоперек шарів інтеркалатів Co 0,15 GaSe, має вид петлі гістерезису, на відміну від інтеркалатів Co 0,15 GaSe, отриманих без магнітного поля, для яких подібна залежність не спостерігається.

Стадія завершеності розробки: Виготовлено дослідний зразок

Опис розробки:
()
Спосіб одержання феромагнітного напівпровідникового матеріалу ґрунтується на методі електрохімічного впровадження (інтеркалювання) іонів кобальту у міжшаровий простір монокристалів шаруватого напівпровідника GaSe. Процес впровадження іонів кобальту відбувається у зразки, які розташовані в постійному магнітному полі, направленому перпендикулярно напрямку електричного струму. Процес одержання напівпровідникового матеріалу, згідно із запропонованим способом, починається із виготовлення та відбору вихідних зразків GaSe. Монокристали GaSe були вирощені методом Бріджмена із розплаву стехіометричного складу. При кімнатній температурі зразки мали р-тип провідності з концентрацією носіїв заряду р = 10 [13] - 10 [14] см-3та рухливість m = 25 - 30 см2 / В*с. Методом Вайсенберга встановлено, що отримані кристали структури е-GaSe (просторова група D1/3h ). Ширина ван-дер-ваальсової щілини GaSe становить ~ 3,755 А, тоді як іонний радіус кобальту (Со) rCо = 0,82 A, що дозволяє реалізувати ефективне інтеркалювання зразків GaSe без їх руйнування. Електрохімічна інтеркаляція кобальту здійснювалась методом "тягнучого" електричного поля. Як електроліт використовували насичений водний розчин CoSO4. Для інтеркалювання використовували зразки GaSe, розміром 10x5x1 мм. Оскільки d-елементи мають невисокий потенціал виділення, впровадження проводили в гальваностатичному режимі струмами, густина яких не перевищувала 0,4мА/см2, при цьому не спостерігалось осадження впроваджуваної домішки або її солей на зразках та електродах електрохімічної комірки. Під дією зовнішнього постійного електричного поля відбувалось впровадження іонів Со в міжшаровий простір кристалу GaSe. Режими інтеркалювання задавались величиною густини струму j, степінь інтеркалювання (концентрація інтеркалянта) визначалась добутком jt. Для інтеркалювання використовували зразки, сколені з однієї шайби, вплив концентрації впровадженого кобальту на властивості GaSe визначався на одній і тій же групі зразків шляхом доінтеркаляції. Впровадження відбувалось у закритій електрохімічній комірці типу ЯСЕ-2 без захисної атмосфери при кімнатній температурі (Т=293 К). Магнітні характеристики інтеркалатів Co 0,15GaSe визначали методом магнітометрії на вібраційному магнітометрі "Vibrating Magnetometer 7404 VSM" в магнітних полях, напруженістю до 3000 ерстед без захисної атмосфери при кімнатній температурі (Т=293 К).

Відомості про новизну розробки:
є патентів України -- 1 шт.

Можливість передачі за кордон:
Продаж патентів
Продаж техничної документації
Спільне доведення до промислового рівня
Спільне виробництво,продаж,эксплуатація

Фотодоповнення

Країна Україна

Для отримання додаткової інформації звертайтесь::
E-mail: gal@uintei.kiev.ua