Ч. II. С. 328–378. [25] В. Хейванг, У. Биркхольц, Р. Айнцингер, Л. Ханке, К. Кемптер, А. Шнеллер. Аморфные и поликристалличе-ские полупроводники.


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Ôèçèêàòâåðäîãîòåëà,2004,òîì46,âûï.11
Ýëåêòðè÷åñêèåñâîéñòâààìîðôíûõíàíîêîìïîçèòîâ
Þ.Å.Êàëèíèí,À.Í.Ðåìèçîâ,À.Â.Ñèòíèêîâ
Âîðîíåæñêèéãîñóäàðñòâåííûéòåõíè÷åñêèéóíèâåðñèòåò,
394026Âîðîíåæ,Ðîññèÿ
E-mail:[email protected]
ÏîñòóïèëàâÐåäàêöèþ15ìàðòà2004ã.
Èññëåäîâàíûýëåêòðè÷åñêèåñâîéñòâàãðàíóëèðîâàííûõíàíîêîìïîçèòîâ
.Êîí-
öåíòðàöèîííûåçàâèñèìîñòèýëåêòðè÷åñêîãîñîïðîòèâëåíèÿèìåþò
-îáðàçíûéâèä
ñîãëàñíîìîäåëè
ïåðêîëÿöèîííîéòåîðèèïðîâîäèìîñòè
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41at.%ìåòàëëè÷åñêîãî
êîìïîíåíòà.Àíàëèçòåìïåðàòóðíûõçàâèñèìîñòåéâèíòåðâàëåòåìïåðàòóð300
973Kïîêàçàë,÷òîâ
ïðîöåññåñòðóêòóðíîéðåëàêñàöèèèêðèñòàëëèçàöèèàìîðôíîéôàçûíàáëþäàþòñÿñíèæåíèåýëåêòðè÷åñêîãî
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òåìïåðàòóð
180K
äîìèíèðóþùèììåõàíèçìîìïåðåíîñàçàðÿäàÿâëÿåòñÿïðûæêîâûéìåõàíèçìïðîâî-
äèìîñòèñïåðåìåííîéäëèíîéïðûæêàïîëîêàëèçîâàííûìñîñòîÿíèÿìâáëèçèóðîâíÿÔåðìè.Äàëüíåéøåå
ïîâûøåíèåòåìïåðàòóðûñîïðîâîæäàåòñÿñìåíîéìåõàíèçìàïðîâîäèìîñòè:îòçàêîíàÌîòòàln
êçàâèñèìîñòèln
.Ñïîìîùüþìîäåëèíåóïðóãîãîðåçîíàíñíîãîòóííåëèðîâàíèÿ÷åðåçöåïî÷êó
ëîêàëèçîâàííûõñîñòîÿíèéäèýëåêòðè÷åñêîéìàòðèöûíàéäåíîñðåäíåå÷èñëîëîêàëèçîâàííûõñîñòîÿíèé
ìåæäóìåòàëëè÷åñêèìèãðàíóëàìè,ó÷àñòâóþùèõâïðîöåññåïåðåíîñàçàðÿäà.
Ðàáîòàâûïîëíåíàçàñ÷åòñðåäñòâÐîññèéñêîãîôîíäàôóíäàìåíòàëüíûõèññëåäîâàíèé
ãðàíò¹03-02-
èÌÎÐÔíàïîääåðæêóâåäóùèõíàó÷íî-ïåäàãîãè÷åñêèõêîëëåêòèâîâ.
1.Ââåäåíèå
Âíàñòîÿùååâðåìÿáîëüøèåóñèëèÿèññëåäîâàòåëåé
íàïðàâëåíûíàèçó÷åíèåêîìïîçèöèîííûõìàòåðèàëîâñ
âêëþ÷åíèÿìèìåòàëëè÷åñêèõíàíî÷àñòèöâäèýëåêòðè-
÷åñêîéìàòðèöå.Èíòåðåñêòàêèììàòåðèàëàìîáóñ-
ëîâëåíêàêïåðñïåêòèâàìèèõïðàêòè÷åñêîãîïðèìå-
íåíèÿâýëåêòðîííîéòåõíèêå,òàêèâîçìîæíîñòüþ
ðåøåíèÿôóíäàìåíòàëüíûõçàäà÷ôèçèêèòâåðäîãîòåëà.
Â÷àñòíîñòè,ãðàíóëèðîâàííûåêîìïîçèòûèçôåððîìàã-
íèòíûõíàíî÷àñòèöâäèýëåêòðè÷åñêîéìàòðèöåîáëà-
äàþòðÿäîìóíèêàëüíûõôèçè÷åñêèõñâîéñòâ:ãèãàíò-
ñêèììàãíèòîñîïðîòèâëåíèåì
1{3],çíà÷èòåëüíûììàã-
íèòîðåôðàêòèâíûìýôôåêòîì
4],âûñîêèìèâåëè÷èíàìè
ìàãíèòîîïòè÷åñêèõõàðàêòåðèñòèê
5],õîðîøåéïîãëî-
ùàþùåéñïîñîáíîñòüþýëåêòðîìàãíèòíîãîèçëó÷åíèÿâ
Â×-èÑÂ×-äèàïàçîíàõ
6],øèðîêèìäèàïàçîíîìèçìåíå-
íèÿâåëè÷èíûóäåëüíîãîýëåêòðè÷åñêîãîñîïðîòèâëåíèÿ
èäð.
7{10].Íàó÷íûéèíòåðåñêíàíîðàçìåðíûìêîìïîçèöèîííûì
ìàòåðèàëàìñâÿçàíñâîçìîæíîñòüþèññëåäîâàíèÿðàç-
ëè÷íûõêâàíòîâûõìåõàíèçìîâýëåêðîïðîâîäíîñòè,íà-
ìàãíè÷èâàíèÿèäðóãèõñâîéñòââøèðîêîìäèàïàçîíå
ñîñòàâîâêàêäîïîðîãàïðîòåêàíèÿ,òàêèïîñëå.Òàê,
óêîìïîçèòîâçàïîðîãîìïðîòåêàíèÿèçìåòàëëè÷åñêèõ
ãðàíóëôîðìèðóåòñÿñâîåîáðàçíàÿ„cåòêà“,âäîëüêîòî-
ðîéðåàëèçóåòñÿìåòàëëè÷åñêàÿïðîâîäèìîñòü,âåëè÷èíà
êîòîðîéîïðåäåëÿåòñÿôðàêòàëüíîéñòðóêòóðîéïðîâî-
äÿùèõêàíàëîâìåòàëëè÷åñêîéôàçû.Äëÿêîìïîçèòîâ
ñìàëîéêîíöåíòðàöèåéìåòàëëè÷åñêîéôàçûãðàíóëû
ýëåêòðè÷åñêèèçîëèðîâàíûäðóãîòäðóãàâîáúåìåìàò-
ðèöû,èïîýòîìóýëåêòðè÷åñêàÿïðîâîäèìîñòüâòàêèõ
êîìïîçèòàõâîñíîâíîìîïðåäåëÿåòñÿäèýëåêòðè÷åñêîé
êîìïîíåíòîé,àâîïðîñîôîðìèðîâàíèèòåìïåðàòóðíîé
çàâèñèìîñòèâýòîìñëó÷àåîñòàåòñÿîòêðûòûì.Ýêñïå-
ðèìåíòàëüíàÿçàâèñèìîñòüýëåêòðè÷åñêîéïðîâîäèìîñòè
äëÿýòîãîäèàïàçîíàêîíöåíòðàöèéâîáëàñòèíèçêèõ
òåìïåðàòóðâáîëüøèíñòâåñëó÷àåâïîä÷èíÿåòñÿ„çàêî-
íó1/2“
11]/exp
êîòîðûéñâÿçûâàþòñðàçëè÷íûìèìåõàíèçìàìè.Âìî-
äåëèàêòèâèðîâàííîãîòóííåëèðîâàíèÿ
ìîäåëüØåíãà
Àáåëåñà
ïðåäïîëàãàåòñÿ,÷òîïåðåíîñçàðÿäàîñóùå-
ñòâëÿåòñÿçàñ÷åòòóííåëèðîâàíèÿýëåêòðîíîâíåïî-
ñðåäñòâåííîèçîäíîéãðàíóëûâäðóãóþ÷åðåçäèýëåê-
òðè÷åñêèåáàðüåðû
12,13],àçàêîí
òðàêòóåòñÿêàê
ïðîÿâëåíèåêóëîíîâñêîéùåëèâïëîòíîñòèñîñòîÿíèé
ýëåêòðîíîâíàãðàíóëàõ
14].Âìîäåëèòåðìîàêòèâè-
ðóåìîéïðûæêîâîéïðîâîäèìîñòèïðåäïîëàãàåòñÿ,÷òî
„çàêîí1/2“ÿâëÿåòñÿñëåäñòâèåìøèðîêîãîðàçáðîñà
ðàçìåðîâãðàíóë,ïðèñóùåãîðåàëüíûìêîìïîçèòàì
15].ÄëÿîáúÿñíåíèÿýêñïåðèìåíòàëüíûõçàâèñèìîñòåéËó-
öåâïðèâëåêàåòòåîðåòè÷åñêóþìîäåëüíåóïðóãîãîòóí-
íåëèðîâàíèÿ
16,17],ñâÿçûâàÿ„çàêîí1/2“ñðåçîíàíñíûì
òóííåëèðîâàíèåì÷åðåçöåïî÷êóëîêàëèçîâàííûõñîñòî-
ÿíèéâàìîðôíîéäèýëåêòðè÷åñêîéïðîñëîéêåìåæäó
ãðàíóëàìè
18,19].Ïðèòàêîììåõàíèçìåïðîâîäèìîñòè
âäèàïàçîíåáîëååíèçêèõòåìïåðàòóðñëåäóåòîæè-
äàòüïðûæêîâóþïðîâîäèìîñòüñïåðåìåííîéäëèíîé
20],êîòîðàÿèíàáëþäàåòñÿäëÿíåêîòîðûõ
êîìïîçèòîâ
Ýëåêòðè÷åñêèåñâîéñòâààìîðôíûõíàíîêîìïîçèòîâ
Öåëüþíàñòîÿùåéðàáîòûÿâëÿåòñÿèññëåäîâàíèå
ìåõàíèçìîâïðîâîäèìîñòèàìîðôíûõíàíîêîìïîçèòîâ
âøèðîêèõäèàïàçîíàõêîí-
öåíòðàöèéìåòàëëè÷åñêîéôàçûèòåìïåðàòóð.
2.Îáðàçöûèìåòîäèêàýêñïåðèìåíòà
Ãðàíóëèðîâàííûåàìîðôíûåíàíîêëàñòåðûñïëàâà
,õàîòè÷íîðàñïðåäåëåííûåâèçîëèðóþùåé
àìîðôíîéìàòðèöåAl
,áûëèïîëó÷åíûìåòîäîì
èîííî-ëó÷åâîãîíàïûëåíèÿ
23].Âûáîðìåòàëëè÷åñêèõ
ãðàíóëñëîæíîãîñîñòàâàFe
îáóñëîâëåííåîá-
õîäèìîñòüþñòàáèëèçàöèèàìîðôíîéñòðóêòóðûôåð-
ðîìàãíåòèêà,óñòîé÷èâîéïðèêîìíàòíîéòåìïåðàòóðå.
Ñýòîéöåëüþêôåððîìàãíèòíûìàòîìàìæåëåçàè
êîáàëüòàäîáàâëåíî10at.%àìîðôèçàòîðà—öèðêîíèÿ.
Êðîìåòîãî,àìîðôíûéñïëàâFe
èìååòñðàâ-
íèòåëüíîâûñîêîåçíà÷åíèåìàãíèòîñòðèêöèèíàñûùå-
,÷òîâàæíîäëÿäàëüíåéøèõèñ-
ñëåäîâàíèéìàãíèòîñîïðîòèâëåíèÿèìàãíèòîîïòè÷åñêèõ
ñâîéñòâêîìïîçèòîâ.Íåñëó÷àåíâûáîðèìàòåðèàëà
ìàòðèöû
:îíòåðìè÷åñêèñòàáèëåíâøèðîêîé
îáëàñòèòåìïåðàòóð.
Äëÿíàïûëåíèÿíàíîêîìïîçèòîâìåòàëë
äèýëåêòðèê
èñïîëüçîâàëàñüñîñòàâíàÿìèøåíü,êîòîðàÿïðåäñòàâëÿëà
ñîáîéëèòóþîñíîâóìåòàëëè÷åñêîãîñïëàâàñîîòâåòñòâó-
þùåãîñîñòàâàðàçìåðîì270
20mmñçàêðåï-
ëåííûìèíàååïîâåðõíîñòèäâåíàäöàòüþïëàñòèíàìè
àëþìîîêñèäàòîëùèíîé
2mmèøèðèíîé
9mm.Ðàñ-
ñòîÿíèåìåæäóïëàñòèíàìèïëàâíîèçìåíÿëîñüîò4mm
íàîäíîìêðàþìèøåíèäî44mmíàäðóãîì.Òàêàÿ
ñîñòàâíàÿìèøåíüïîçâîëÿëàâîäíîìòåõíîëîãè÷åñêîì
öèêëåïîëó÷àòüêîìïîçèòûâøèðîêîìäèàïàçîíåêîíöåí-
òðàöèéìåòàëëè÷åñêîéèäèýëåêòðè÷åñêîéêîìïîíåíòû
âçàâèñèìîñòèîòååïîëîæåíèÿîòíîñèòåëüíîïîäëî-
æåêâíàïûëèòåëüíîéêàìåðå.Âêà÷åñòâåïîäëîæåê
áûëèèñïîëüçîâàíûïÿòüñèòàëëîâûõïëàñòèíðàçìåðîì
48mm.
Ñîñòàâêîìïîçèòîâîïðåäåëÿëñÿýëåêòðîííî-çîíäîâûì
ðåíòãåíîâñêèììèêðîàíàëèçîìïîïÿòèèçìåðåíèÿìíà
ðàçëè÷íûõó÷àñòêàõïîäëîæåêñïîñëåäóþùåéïîëèíîì-
íîéýêñòðàïîëÿöèåéñîñòàâàïîäëèíåïîäëîæêè.Îáðàç-
öû,ïîëó÷åííûåâðåçóëüòàòåíàïûëåíèÿ,ïðåäñòàâëÿëè
ñîáîéïëåíêèòîëùèíîé5
m.Òîëùèíàïëåíîêèçìå-
ðÿëàñüíàèíòåðôåðîìåòðåÌÈÈ-4.Äëÿèçìåðåíèÿòåì-
ïåðàòóðíîéçàâèñèìîñòèýëåêòðè÷åñêîãîñîïðîòèâëåíèÿ
èñïîëüçîâàëèñüíàïûëåííûåíàñèòàëëîâóþïîäëîæêó
îáðàçöûøèðèíîé2mmèäëèíîé9mm.
Èçìåðåíèÿóäåëüíîãîýëåêòðè÷åñêîãîñîïðîòèâëåíèÿ
ïðîâîäèëèñüñïîìîùüþäâóõçîíäîâîãîïîòåíöèîìåòðè-
÷åñêîãîìåòîäà.Äëÿèññëåäîâàíèÿñâîéñòâêîìïîçèòîâ
âèíòåðâàëåòåìïåðàòóð77
300Kèñïîëüçîâàëñÿêðèî-
ñòàò.Àáñîëþòíàÿïîãðåøíîñòüèçìåðåíèÿòåìïåðàòóðû
ñîñòàâëÿëà
1K,àîòíîñèòåëüíàÿïîãðåøíîñòüèçìåðå-
íèÿýëåêòðè÷åñêîãîñîïðîòèâëåíèÿ0.5%.
3.Ðåçóëüòàòûýêñïåðèìåíòà
èèõîáñóæäåíèå
Çàâèñèìîñòèóäåëüíîãîýëåêòðè÷åñêîãîñîïðîòèâëå-
íèÿîòêîíöåíòðàöèèìåòàëëè÷åñêîãîêîìïîíåíòàêîì-
ïðèêîìíàòíîéòåì-
ïåðàòóðåâèñõîäíîìñîñòîÿíèèèïîñëåòåðìè÷åñêîéîá-
ðàáîòêèïðè
Câòå÷åíèå30minïðåäñòàâëåíû
íàðèñ.1.Âèñõîäíîìñîñòîÿíèèïðèóâåëè÷åíèè
îò28
äî65at.%ýëåêòðè÷åñêàÿïðîâîäèìîñòüèññëåäóåìûõ
ñèñòåìèçìåíÿåòñÿáîëåå÷åìíàòðèïîðÿäêà
Ïîñëåòåðìîîáðàáîòêè
íàáëþäàåòñÿçàìåò-
íîåðàçëè÷èåïîâåäåíèÿýëåêòðè÷åñêîéïðîâîäèìîñòè
âûøåèíèæå
41at.%,ò.å.ìîæíîâûäåëèòüäèýëåê-
òðè÷åñêóþèìåòàëëè÷åñêóþîáëàñòè,÷òîõàðàêòåðíî
äëÿïåðêîëÿöèîííûõñèñòåì.Ïðèýòîìòåðìîîáðàáîò-
êàêîìïîçèòîâïðèâîäèòêóâåëè÷åíèþýëåêòðè÷åñêîãî
ñîïðîòèâëåíèÿäëÿñîñòàâîâ,íàõîäÿùèõñÿäîïîðîãà
ïðîòåêàíèÿ,èêåãîóìåíüøåíèþäëÿñîñòàâîâçàïîðî-
ãîìïðîòåêàíèÿ.Óäåëüíîåýëåêòðè÷åñêîåñîïðîòèâëåíèå
êîìïîçèòîââîáëàñòèïîðîãàïåðêîëÿöèèîïðåäåëÿ-
åòñÿôðàêòàëüíîéñòðóêòóðîéïðîâîäÿùèõêàíàëîâèç
ìåòàëëè÷åñêèõãðàíóëèñîñòàâëÿåò
Îáðàòíóþâåëè÷èíóýòîãîýëåêòðè÷åñêîãîñîïðîòèâëå-
ìîæíîðàññìàòðèâàòüêàê
ìèíèìàëüíóþìåòàëëè÷åñêóþïðîâîäèìîñòüïðèïåðå-
õîäåìåòàëë
äèýëåêòðèê
ïåðåõîäÀíäåðñåíà
äëÿýòîé
ñèñòåìû.
Äëÿèçó÷åíèÿòåðìè÷åñêîéóñòîé÷èâîñòèàìîðôíîãî
ñîñòîÿíèÿíàíîêîìïîçèòîâáûëèèçìåðåíûòåìïåðàòóð-
íûåçàâèñèìîñòèóäåëüíîãîýëåêòðè÷åñêîãîñîïðîòèâëå-
ðèñ.2
.Âîäíîéãðóïïåêîìïîçèòîâ
ññîäåðæàíèåì
ìåòàëëè÷åñêîéôàçûäîïîðîãàïðîòåêàíèÿ
âèíòåðâàëå
òåìïåðàòóðîòêîìíàòíûõäî750Kóäåëüíîåýëåêòðè-
÷åñêîåñîïðîòèâëåíèåñëàáîèçìåíÿåòñÿ,àâîáëàñòè
áîëååâûñîêèõòåìïåðàòóðíàáëþäàåòñÿåãîçàìåòíûé
ðîñòäîòåìïåðàòóðû
923Kñïîñëåäóþùèìíåáîëü-
Ðèñ.1.
Çàâèñèìîñòèóäåëüíîãîýëåêòðè÷åñêîãîñîïðîòèâëå-
íèÿãðàíóëèðîâàííûõêîìïîçèòîâ
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—âèñõîäíîì
ñîñòîÿíèè,
—ïîñëåîòæèãàïðè
Câòå÷åíèå30min.
Ôèçèêàòâåðäîãîòåëà,2004,òîì46,âûï.11
Þ.Å.Êàëèíèí,À.Í.Ðåìèçîâ,À.Â.Ñèòíèêîâ
Ðèñ.2.
Òåìïåðàòóðíûåçàâèñèìîñòèóäåëüíîãî
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—38.7,
—40.8,
—43.7.
øèìïîíèæåíèåì.Âêðèñòàëëè÷åñêîìñîñòîÿíèèòàêèå
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èíòåðâàëåòåìïåðàòóð180
300K—„çàêîíó1/2“,êàê
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180Kñâèäåòåëüñòâóåòîòîì,÷òîâèññëåäóåìûõ
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180K
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Ôèçèêàòâåðäîãîòåëà,2004,òîì46,âûï.11
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äëÿðàçíûõñîñòàâîâêîìïî-
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íûõñîñòîÿíèéìîãóòáûòüíåòîëüêîäåôåêòûñòðóê-
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ìåòàëëè÷åñêîéôàçûèïðèáëèæåíèåìêïîðîãóïåðêî-
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ÿì,õàðàêòåðíûìäëÿàìîðôíûõìåòàëëè÷åñêèõñïëàâîâ.
Â÷àñòíîñòè,âàìîðôíûõñïëàâàõïåðåõîäíûõìåòàëëîâ
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ìîæåòñîäåðæàòüíåñêîëüêîåäèíèöstate/eV
24].Ïðèóâåëè÷åíèèêîíöåíòðàöèèäèýëåêòðè÷åñêîéôàçû
íàáëþäàåòñÿñíèæåíèåïëîòíîñòèñîñòîÿíèéíàóðîâíå
Ôåðìè,âåëè÷èíàêîòîðîéïðèáëèæàåòñÿêòèïè÷íûì
çíà÷åíèÿì,õàðàêòåðíûìäëÿàìîðôíûõïîëóïðîâîäíè-
êîâ,ïîëó÷åííûõðàñïûëåíèåìèçãàçîâîéôàçû
25].Ïîôîðìóëå
áûëàîöåíåíàäëèíàïðûæêîâíîñèòåëåéçàðÿäàïðè
òåìïåðàòóðå
100K
ñì.òàáëèöó
Ñðåäíÿÿäëèíàïðûæêîâèìååòçíà÷åíèåîêîëî1nm
èñïîâûøåíèåìêîíöåíòðàöèèìåòàëëè÷åñêîéôàçû
ñíèæàåòñÿ.Òàêàÿòåíäåíöèÿêîððåëèðóåòñóìåíüøåíèåì
ðàññòîÿíèÿìåæäóãðàíóëàìè.
Íàëè÷èåëîêàëèçîâàííûõñîñòîÿíèéâäèýëåêòðè÷å-
ñêîéìàòðèöåäîëæíîîêàçûâàòüâëèÿíèåíàìåõàíèçì
ïðîâîäèìîñòèèâáîëååâûñîêîòåìïåðàòóðíîìèíòåð-
âàëå,ãäåâûïîëíÿåòñÿçàêîíln
,êîãäà
ýíåðãèÿôîíîíîâíà÷èíàåòîêàçûâàòüäîìèíèðóþùåå
âëèÿíèåíàïåðåíîñçàðÿäà.Ïîýòîìóäëÿîïèñàíèÿòåì-
ïåðàòóðíûõçàâèñèìîñòåéýëåêòðè÷åñêîéïðîâîäèìîñòè
âóêàçàííîìòåìïåðàòóðíîìèíòåðâàëåáûëàèñïîëü-
çîâàíàìîäåëüíåóïðóãîãîðåçîíàíñíîãîòóííåëèðîâà-
16,17],êîãäàïåðåíîñîñóùåñòâëÿåòñÿïîêîíå÷íîìó
÷èñëóêàíàëîâñîñðåäíèìçíà÷åíèåìëîêàëèçîâàííûõ
ñîñòîÿíèé
,÷èñëîêîòîðûõáûëîîïðåäåëåíîïî
ìåòîäèêå,ðàçðàáîòàííîéâðàáîòàõ
18,19].Ñîãëàñíî
ýòîéìîäåëè,òåìïåðàòóðíàÿçàâèñèìîñòüïðîâîäèìîñòè
âêàíàëå,ñîäåðæàùåì
ëîêàëèçîâàííûõñîñòîÿíèé,
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n

1
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=
(
n
+
1
)
)
exp
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—êîýôôèöèåíò,
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äåôîðìàöèîííîãîïîòåíöèàëà,
—ïëîòíîñòüâåùå-
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ëîêàëèçîâàííûõñîñòîÿíèé,
—ãëóáèíàçàëåãàíèÿ
ëîêàëèçîâàííîãîñîñòîÿíèÿâîáëàñòèáàðüåðà.Ñðåäíÿÿ
ýëåêòðè÷åñêàÿïðîâîäèìîñòüìåæäóãðàíóëàìèîïðåäå-
ëÿåòñÿñóììîéïðîâîäèìîñòèïîíåñêîëüêèìêàíàëàì
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ïîðîãàîáùàÿïðîâîäèìîñòüñòðóêòóðû
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ñÿòóííåëüíîéïðîâîäèìîñòüþìåæäóãðàíóëàìè
åñëèãðàíóëûîáðàçóþòîãðàíè÷åííûåïðîâîäÿùèå
êëàñòåðû
ïðîâîäèìîñòüþêëàñòåðîâèïðîâîäèìîñòüþ
ìåæäóêëàñòåðàìè.Ïîñêîëüêóïðîâîäèìîñòüêëàñòåðîâ
çíà÷èòåëüíîâûøåòóííåëüíîéïðîâîäèìîñòè,âïåðâîì
ïðèáëèæåíèèïîëàãàþò,÷òîíàèáîëüøèéâêëàäâîá-
ùóþ
ãðàíóëèðîâàííîéñòðóêòóðû
âòåìïåðàòóð-
íîìèíòåðâàëå
Tn;Tn+1]âíîñèòîäíîñëàãàåìîå
Ïðèýòîì
áóäåòèìåòüñòåïåííóþçàâèñèìîñòüîò
òåìïåðàòóðû,êîòîðàÿîïðåäåëÿåòñÿ
óñðåäíåííûìïîâñåéñòðóêòóðå÷èñëîìëîêàëèçîâàííûõ
ñîñòîÿíèéâòóííåëüíûõêàíàëàõìåæäóãðàíóëàìè,à
òåìïåðàòóðíàÿçàâèñèìîñòüýëåêòðè÷åñêîéïðîâîäèìî-
ñòèîïèñûâàåòñÿôîðìóëîé
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Àïïðîêñèìèðóÿïîëó÷åííûåýêñïåðèìåíòàëüíûåêðè-
ñòåïåííûìèçàâèñèìîñòÿìèñïîêàçàòåëåì
ñòåïåíè
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ãðàíóëèðîâàííóþñòðóêòóðóïðèäàííîéòåìïåðàòóðå,
Ñó÷åòîì
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300K
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ïîëó÷åííûõýêñïåðèìåíòàëüíûõçàâèñèìîñòåéïîêàçàë,
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òàì,ãäå
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ýòèçàâèñèìîñòè
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Þ.Å.Êàëèíèí,À.Í.Ðåìèçîâ,À.Â.Ñèòíèêîâ
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äèìîñòèîáðàçöîâ
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,at.%:
—31.7,
—34,
—36.3,
—37.3,
—38.7.
Ðèñ.5.
Çàâèñèìîñòèñðåäíåãî÷èñëàëîêàëèçîâàííûõñî-
ñòîÿíèéîòêîíöåíòðàöèèìåòàëëè÷åñêîãîêîìïîíåíòàäëÿ
êîìïîçèòîâ
âèñõîäíîìñîñòîÿíèè.
óäîâëåòâîðÿþòñòåïåííîìóçàêîíó.Ýòîïîçâîëèëîîïðå-
äåëèòüâåëè÷èíóñòåïåíè
òåìïåðàòóðíûõçàâèñèìîñòåé
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èçîëèðîâàííûìèïðîâîäÿùèìèêëàñòåðàìèãðàíóëïî
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Ðåçóëüòàòûðàñ÷åòàïîêàçàëè,÷òîñóâåëè÷åíèåìäîëè
ìåòàëëàâñîñòàâåêîìïîçèòàñðåäíåå÷èñëîëîêàëèçî-
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÷åìýòàçàâèñèìîñòüïðàêòè÷åñêèëèíåéíàÿ
ðèñ.5
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ýòîìâîáëàñòèâûñîêèõêîíöåíòðàöèéäèýëåêòðè÷åñêîãî
êîìïîíåíòàäëÿêîìïîçèòîâñìàòðèöåéèçAl
ïî÷òèíåîòëè÷àþòñÿîòòàêîâûõäëÿêîìïîçèòîâ
ñìàòðèöåéèçSiO
26].Òåìïåðàòóðíàÿçàâèñèìîñòü,
óäîâëåòâîðÿþùàÿ„çàêîíó1/2“,ïðèðàññìàòðèâàåìîì
ìåõàíèçìåïðîâîäèìîñòèñïðàâåäëèâàïðè
âûøåòåì-
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,çàäàâàåìîéñîîòíîøåíèåì
19]ln(Tgal
ïîýòîìó,ïðèíèìàÿçà
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180K
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êçàâèñèìîñòèln
8nm,
2nm,ìîæíîîöåíèòüïëîòíîñòüëî-
êàëèçîâàííûõñîñòîÿíèé,êîòîðàÿîêàçàëàñüðàâíîé
,÷òîïîïîðÿäêóâåëè÷èíûñîâ-
ïàäàåòñäàííûìè,ðàññ÷èòàííûìèïîôîðìóëå
Àíàëèçòåìïåðàòóðíûõçàâèñèìîñòåéóäåëüíîãîýëåê-
òðè÷åñêîãîñîïðîòèâëåíèÿäîïåðêîëÿöèîííûõêîìïîçè-
òîâ,ïðåäñòàâëåííûõíàðèñ.1,ïîêàçàë,÷òîïðèòåì-
ïåðàòóðàõâûøåêîìíàòíîéíàáëþäàåòñÿîòêëîíåíèåîò
„çàêîíà1/2“.Ýòîîòêëîíåíèåâíåêîòîðîìèíòåðâàëå
òåìïåðàòóðñïðÿìëÿåòñÿâêîîðäèíàòàõln
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Ôèçèêàòâåðäîãîòåëà,2004,òîì46,âûï.11
Þ.Å.Êàëèíèí,À.Í.Ðåìèçîâ,À.Â.Ñèòíèêîâ
ïðåäïîëîæèòü,÷òîïðîöåññóìåíüøåíèÿ
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îòæèãîìäåôåêòîâàìîðôíîéìàòðèöû,îòâåòñòâåííîéçà
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Âêîâàëåíòíî-ñâÿçàííûõñòðóêòóðàõçàïðîñòåéøèé
äåôåêòïðèíèìàåòñÿíåíàñûùåííàÿñâÿçü
27].Ïðè÷åì
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áîëååðàçíîîáðàçíûìè,÷åìâêðèñòàëëè÷åñêîéðåøåòêå.
Îíèìîãóòáûòüïðîñòûìè
òèïàåäèíè÷íûõíåíàñûùåí-
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ðèñ.8
Äëÿèññëåäóåìûõêîìïîçèòîâïðèíèçêèõòåìïåðàòóðàõ
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700Kïðîöåññûñòðóêòóðíîéðåëàêñàöèèèïîñëåäóþùåé
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òåìïåðàòóðíûåçàâèñèìîñòèýëåêòðè÷åñêîéïðîâîäèìî-
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41at.%.Óñòàíîâëåíî,÷òîïðèñîäåð-
æàíèèìåòàëëè÷åñêîéôàçû
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180K
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ñèëüíûéðîñòóäåëüíîãîýëåêòðè÷åñêîãîñîïðîòèâëåíèÿ,
ñâÿçàííûéñîáúåäèíåíèåììåòàëëè÷åñêèõãðàíóë,óâå-
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ñíèæåíèåìñðåäíåãî÷èñëàëîêàëèçîâàííûõñîñòîÿíèé
ìåæäóãðàíóëàìè.Äëÿêîìïîçèòîâçàïîðîãîìïåð-
êîëÿöèèýëåêòðè÷åñêîåñîïðîòèâëåíèåóìåíüøàåòñÿñ
ðîñòîìòåìïåðàòóðûçàñ÷åòîáðàçîâàíèÿäîïîëíèòåëü-
íûõïðîâîäÿùèõìåòàëëè÷åñêèõêàíàëîâèâñëåäñòâèå
ðåëàêñàöèèàìîðôíîéñòðóêòóðûìåòàëëè÷åñêîéôàçû.
ÀâòîðûâûðàæàþòáëàãîäàðíîñòüË.Â.Ëóöåâóçàïî-
ëåçíûåäèñêóññèèèçàìå÷àíèÿ.
Ñïèñîêëèòåðàòóðû
1]S.Honda.J.Magn.Magn.Mater.
,153
2]K.Yakushiji,S.Mitani,K.Takanashi.J.Magn.Magn.Mater.
,75
3]N.Kobayashi,S.Ohnuma,T.Masumoto,H.Fujimori.J.Appl.
Phys.
,4159
4]È.Â.Áûêîâ,Å.À.Ãàíüøèíà,À.Á.Ãðàíîâñêèé,Â.Ñ.Ãóùèí.
ÔÒÒ
,487
5]À.Â.Êèìåëü,Ð.Â.Ïèñàðåâ,À.À.Ðæåâñêèé,Þ.Å.Êàëèíèí,
À.Â.Ñèòíèêîâ,Î.Â.Ñòîãíåé,F.Bentivegna,Th.Rasing.
ÔÒÒ
,269
6]Í.Å.Êàçàíöåâà,À.Ò.Ïîíîìàðåíêî,Â.Ã.Øåâ÷åíêî,
È.À.×ìóòèí,Þ.Å.Êàëèíèí,À.Â.Ñèòíèêîâ.Ôèçèêàè
õèìèÿîáðàá.ìàòåðèàëîâ
7]Î.Â.Ñòîãíåé,Þ.Å.Êàëèíèí,À.Â.Ñèòíèêîâ,È.Â.Çîëîòó-
õèí,À.Â.Ñëþñàðåâ.ÔÌÌ
,24
8]Á.À.Àðîíçîí,À.Å.Âàðôîëîìååâ,À.À.Ëèêàëüòåð,
Â.Â.Ðûëüêîâ,Ì.Â.Ñåäîâà.ÔÒÒ
,944
9]Yu.E.Kalinin,A.V.Sitnikov,O.V.Stognei,I.V.Zolotukhin,
P.V.Neretin.Mat.Sci.Eng.A
,941
10]H.R.Khan,A.Granovsky,F.Brouers,E.Ganshina,J.P.Clerc,
M.Kurmichev.J.Magn.Magn.Mater.
,127
11]J.C.Denardin,A.B.Pakhomov,M.Knobel,H.Liu,
X.X.Zhang.J.Phys.:Cond.Mater.
,3397

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