ДОСЛІДЖЕННЯ П’ЄЗОЕЛЕКТРИЧНИХ МОДУЛІВ МОНОКРИСТАЛІВ Ag_xGa_xGe_1-xSe₂ (0,167>x>0,333)

Значні успіхи, досягнуті у розвитку фізики твердого тіла, а також багатьох галузей техніки, в значній мірі обумовлені створенням нових речовин з наперед прогнозованими властивостями [1 − 3]. Спектр речовин для цих потреб, окрім традиційних кремнію, германію, суттєво урізноманітнюється за рахунок складних тетрарних сполук, що містять у своєму складі халькогени (S, Se).

Велика анізотропія та широкі області пропускання світла, а також значна поляризація атомів халькогенів, робить ці речовини перспективними в багатьох областях напівпровідникової техніки з використанням нелінійних, п’єзоелеткричних, електрооптичних і електричних характеристик матеріалу.

Монокристали Ag_xGa_xGe_1‑xSe₂ є низько симетричними кристалами, які можуть бути перспективними матеріалами електронної і оптоелектронної техніки, і можуть бути керовані лазерним світлом [4].

Метою даної роботи є дослідження п’єзоелектричних тензорних коефіцієнтів монокристалів AgGaGe₃Se₈, AgGaGe₄Se₁₀, AgGaGe₅Se₁₂ без та з лазерною підсвіткою.

Для експериментальних досліджень виготовлялись зразки у формі паралелепіпедів розмірами 5×4×2 мм. Обробку поверхні зразків проводили методом механічної шліфовки з використанням алмазних паст різної зернистості.

Обрахунок п’єзоелектричних модулів проводиться за формулою:

де U₁  – значення напруги без конденсатора;

U₂ –  значення напруги з конденсатором.

Всі вимірювання виконані з використанням однієї і тієї ж механічної сили, що діє на зразок під час досліджень. Тут k=C₀/F – константа, яка є характеристикою вимірювальної установки. Для визначення k ми використовували монокристалічний зразок кристалу LiNbO₃. Визначена константа k для LiNbO₃ дорівнювала 2,67×10^-11 м/В².

Значення п’єзоелектричних модулів трьох основних компонент тензора представленні в таблиці 1.

Таблиця 1

Значення п’єзоелектричних модулів  трьох основних компонент тензора для монокристалів Ag_xGa_xGe_1‑xSe₂ (0,167>x>0,333)

 З таблиці видно істотну анізотропію трьох діагональних компонент тензорів, яка відображає високою анізотропію досліджуваних кристалів.

 Робота виконана за підтримки Міністерства освіти та науки України (Договір М/106 – 2014 від 23.06.2014).

Список літератури

1. Two-photon absorption of Tl_1‑xIn_1‑xSn_xSe₂ (x = 0, 0.1, 0.2, 0.25) single crystalline alloys and their nanocrystallites / [G .E. Davydyuk, M. Piasecki and o.] // Optical Materials. – 2013.  – V. 35 – P. 2514 – 2518.
2. Single crystal growth and the electronic structure of orthorhombic Tl₃PbBr₅: A novel material for non-linear optics / [O. Y. Khyzhun, V. L. Bekenev and o.] // Optical Materials – 2013.  – V. 35 – P. 1081–1089.
3. Single crystal growth and the electronic structure of TlPb2Br5 / [O. Y. Khyzhun, V. L. Bekenev and o.] // Optical Materials – 2013. – V. 36. – P. 251 – 258.
4. Laser-induced piezoelectric effects in chalcogenide crystals / [I. V. Kityk, N. AlZayed and o.] // Physica B. – 2013. – V. 423. – P. 60 – 63.