Ученые раскрыли структуру и свойства нового полупроводника — Naked Science
3 ноября
5 минут
ТюмГУ

Ученые раскрыли структуру и свойства нового полупроводника

Исследователи из Института химии ТюмГУ совместно с коллегами из Уральского государственного университета, Федерального исследовательского центра и Сибирского федерального университета изучили структуру и свойства впервые синтезированного сложного сульфида EuErCuS3.

Ученые раскрыли структуру и свойства нового полупроводника
Ученые раскрыли структуру и свойства нового полупроводника /©www.anaren.com

Работа опубликована в Journal of Alloys and Compounds. Внимание ученых к халькогенидам, соединениям халькогенов (сера, селен, теллур) с металлами, связано с их уникальными свойствами. Среди халькогенидов можно обнаружить не только полу- и сверхпроводники, но и соединения с магнитными и оптическими свойствами.

Не меньший практический потенциал имеют халькогениды редкоземельных элементов (РЗЭ). Двойные и тройные халькогениды РЗЭ нередко демонстрируют ряд новых тепловых, магнитных и оптических свойств, нехарактерных для прочих халькогенидов. В настоящей работе авторы рассмотрели синтез и структуру сложного сульфида EuErCuS3, а также оценили его оптические, магнитные, дюрометрические и термические свойства.

Было обнаружено, что соединение кристаллизуется в структурном типе Eu2CuS3 (рисунок1), который типичен для соединений EuLnCuS3. Синтезированное соединение содержит магнитный ион Er3+. Как следствие, данный ион испытывает ферримагнитный переход при низких температурах около 4,8 К. Для сравнения, у другого халькогенида, EuGdCuS3 переход наблюдается при температуре 5,4 К.


Рисунок 1. Пространственная структура EuErCuS3 / ©Пресс-служба ТюмГУ

Авторами также продемонстрировано, что значения, полученные в результате изучения магнитных и термических свойств EuErCuS3, находятся в диапазоне для изоструктурных соединений ALnCuS3 (A = Sr, Eu; Ln = La-Lu). Расчеты кристаллической структуры и фононного спектра были выполнены для EuErCuS3 в рамках подхода LCAO-MO и теории функционала плотности с использованием гибридного функционала B3LYP. Результаты расчетов позволили ученым интерпретировать наблюдаемые колебательные спектры. Валентное состояние RE-ионов (Er3+ и Eu2+) проверялось комбинацией рентгеновской дифракции и люминесцентной спектроскопии (рисунок 2).


Рисунок 2. Результаты спектроскопии соединения EuErCuS3 / ©Пресс-служба ТюмГУ

Показатель, на который прежде всего обратила исследовательская группа при изучении электрических свойств, – ширина запрещенной зоны. Этот показатель позволяет оценить способность твердых тел пропускать электрический ток. По результатам из спектра диффузного отражения данный показатель составляет 1,934 эВ (рисунок 3).


Рисунок 3. Спектр диффузного отражения EuErCuS3 / ©Пресс-служба ТюмГУ

Можно сказать, что синтезированный халькогенид является полупроводником. Что интересно, рассчитанное значение ширины запрещенной зоны (2,56 эВ) отличается от экспериментального. Как говорят авторы, это может быть связано с тем, что в расчетах орбитали редкоземельных ионов были заменены псевдопотенциалом.

ТюмГУ
54 статей
Тюменский государственный университет (ТюмГУ) — первый университет Тюменской области, был открыт в 1930 году. Готовит специалистов по 175 направлениям подготовки. Университет входит в число участников Проекта 5-100 — программы повышения международной конкурентоспособности российских вузов среди ведущих мировых научно-образовательных центров.
Позавчера, 19:02
5 минут
Полина Гершберг

Для женщин, которые хотят получить пользу от тренировок, важнее всего создать привычку.

Вчера, 13:30
2 минуты
Илья Ведмеденко

В результате крушения нового ударного вертолета Ми-28УБ погибли двое летчиков.

Позавчера, 13:51
23 минуты
Александр Березин

Спутниковые снимки показывают: отказ от пахоты в Штатах ведет к росту урожайности при снижении затрат. Россия, где был создан этот метод, сегодня его почти не применяет. Разбираемся, почему так получилось и чем он лучше традиционной вспашки.

Позавчера, 19:02
5 минут
Полина Гершберг

Для женщин, которые хотят получить пользу от тренировок, важнее всего создать привычку.

9 декабря
3 минуты
Денис Гордеев

Меняющаяся структура глобального рынка автомобилей приведет к массовым сокращениям.

Вчера, 13:30
2 минуты
Илья Ведмеденко

В результате крушения нового ударного вертолета Ми-28УБ погибли двое летчиков.

Позавчера, 19:02
5 минут
Полина Гершберг

Для женщин, которые хотят получить пользу от тренировок, важнее всего создать привычку.

4 декабря
39 минут
Александр Березин

В 2017 году от рака умерло 9,6 миллиона человек, и с каждым годом эта цифра будет расти. Есть ли способы остановить наступление этой болезни на человеческие жизни?

9 декабря
3 минуты
Денис Гордеев

Меняющаяся структура глобального рынка автомобилей приведет к массовым сокращениям.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: