Микроструктура керамики, полученной прессованием в поле акустических волн

В случае точной компенсации амфотерных U–-центров мелкими донорами параметры пика Y(EF)-характеристики будут соответствовать параметрам U–-донора, т.е.

Ymax(EF= EFmax)= Nt; EFmax=(Ea+Ed)/2; δEF ≈ 1.8kBTmax.

Когда концентрация компенсирующих мелких донорных центров больше концентрации амфотерных дефектов с отрицательной корреляционной энергией, то ширина полосы на полувысоте Y(EF)-характеристики зависит от уровня компенсации (возрастает с ростом уровня компенсации), а концентрация амфотерных U–-центров, определенная по максимуму функции Y(EF) соответствует реальной концентрации амфотерных центров с отрицательной корреляционной энергией.

Темп изменения концентрации свободных носителей со смещением уровня Ферми dn/dEF определяется электронными свойствами дефектов. Так как U–-центры отдают носители парами, а не по одному электрону, как это характерно для одноуровневых дефектов и для центров с положительной корреляционной энергией, то понятно, что в случае U–-центров скорость dn/dEF должна быть примерно в 2 раза больше, чем в обычном случае. Этим обстоятельством объясняется сужение полосы Y(EF)-характеристики для U–-центров.

Наличие максимума на характеристике Y(EF) связано с тем, что с повышением температуры темп генерации αN– (при N–>>n, где α – коэффициент эмиссии электрона, N– – концентрация центров генерации) возрастает, а далее, за счет заметного опустошения центров генерации – падает.

Следует отметить, что, если с изменением температуры уровень Ферми не пересекает электронный уровень дефекта, то в этом случае использование метода дифференциального анализа ТЗКН не позволяет корректно определять концентрацию дефектов и их энергетический спектр в запрещенной зоне.

Таким образом, нами получены следующие результаты:

· Показано, что, как и в случае с акцепторными центрами, вид Y(EF)-функции для амфотерных центров существенным образом зависит от уровня компенсации.

· Возникновение новых максимумов Y(EF)-характеристики и их смещение для разных условий компенсации может ошибочно интерпретироваться, как образование различных дефектов или кластеров в зависимости от уровня компенсации, который может меняться при термообработке или воздействия ионизирующего излучения.

Следовательно, для корректной интерпретации результатов исследования, данные, полученные методом дифференциального анализа ТЗКН, необходимо дополнить данными, которые получены другими физическими методами.

Одной из важных структурных характеристик аморфных материалов, в отличие от кристаллических, является существование в аморфном состоянии свободного объема (СО). Входя в состав атомных комплексов, он определяет топологические и композиционные характеристики аморфного состояния. Концепция СО, изначально разработанная для описания свойств жидкого состояния, была успешно адаптирована к описанию свойств аморфного состояния. Одним из основных параметров этой концепции является доля флуктуационного СО (fg), которую можно определить из соотношения [1]:

,

где - скачок объёмного коэффициента термического расширения (КТР) при температуре стеклования Tg.

Используя результаты дилатометрических исследований, полученных ранее [2] и соотношений, связывающих относительный флуктуационный СО с иными его параметрами [1], были рассчитаны: коэффициент Пуассона (μ); коэффициент молекулярной упаковки (КМУ); относительную долю геометрического свободного объёма (1-KМУ); энергию образования (захлопывания) микропустоты (Eh); сжимаемость (χ); объём микропустоты (”дырки”) (Vh).