тройной молибдат рубидия, лютеция и гафния в качестве полупроводника
| Классы МПК: | H01L21/00 Способы и устройства, специально предназначенные для изготовления или обработки полупроводниковых приборов или приборов на твердом теле или их частей |
| Автор(ы): | Чимитова Ольга Доржицыреновна (RU), Федоров Константин Никитич (RU), Базаров Баир Гармаевич (RU), Базарова Жибзема Гармаевна (RU) |
| Патентообладатель(и): | Байкальский институт природопользования Сибирского отделения Российской академии наук (БИП СО РАН) (RU) |
| Приоритеты: |
подача заявки:
2007-12-12 публикация патента:
10.09.2009 |
Изобретение относится к материаловедению и может широко использоваться в полупроводниковой электронике. Синтезированный тройной молибдат, содержащий в своем составе молибдат лютеция, имеет состав Rb5LuHf(MoО4)6 и обладает полупроводниковой проводимостью. Собственная электронная проводимость тройного молибдата обусловлена наличием атомов лютеция с особой электронной конфигурацией. Изобретение позволит повысить рабочую температуру полупроводниковых приборов на основе предлагаемого полупроводника.
Формула изобретения
Тройной молибдат в качестве полупроводника, отличающийся тем, что проводящая матрица содержит молибдат лютеция и имеет состав Rb5LuHf(MoO4)6.
Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к материаловедению и может широко использоваться на практике. Материалы, классифицируемые как полупроводники в основном обладают проводимостью =103-10-9Oм-1·см -1.
Полупроводники имеют важное практическое значение в целом ряде отраслей техники. Их уникальные электрические свойства непосредственно используются в транзисторах, кристаллических выпрямителях и термисторах. В люминесцентных материалах и фотосопротивлениях используются эффекты, связывающие электрические и оптические свойства полупроводников.
Вследствие широкого диапазона значений электропроводности, свойственной полупроводникам, следует ожидать, что к последним относится большое число материалов.
Важнейшей задачей современного материаловедения является создание новых полупроводниковых материалов. Все возрастающие требования современной техники невозможно удовлетворить полупроводниковыми материалами, нашедшими уже практическое применение.
В радиоэлектронике полупроводниковые диоды и триоды изготавливаются в основном из германия и кремния. Однако рабочая температура германиевых приборов не превышает 60-80°С.Кремниевые приборы могут работать при более высокой температуре (200-220°С).
Известен тройной молибдат на основе молибдатов рубидия, лития и гафния с общей формулой Rb5(Li1/3 Hf5/3)(MoO4)6, который кристаллизуется в тригональной сингонии с пр.гр. R3c [Солодовников С.Ф., Балсанова Л.В., Базаров Б.Г., Золотова Е.С., Базарова Ж.Г. Фазообразование в системе Rb2MoO4-Li2MoO 4-Hf(MoO4)2 и кристаллическая структура Rb5(Li1/3Нf5/3)(МоO4 )6 // Журнал неорганической химии. - 2003. - Т.48. - № 7. - С.1197-1201]. Измеренная удельная проводимость при 450°С равна 1.23·10-6 Ом -1·см-1, и электропроводность обусловлена в основном ионным транспортом. Недостатком указанного тройного молибдата является преимущественно ионный характер электропроводности.
Технический результат изобретения - получение тройного молибдата с полупроводниковым характером проводимости.
Технический результат достигается тем, что тройной молибдат в проводящей матрице содержит вместо молибдата лития молибдат лютеция Rb5LuHf(MoO4)6.
Собственная электронная проводимость Rb5LuHf(MoO 4)6 объясняется присутствием в составе этого соединения молибдата лютеция Lu2(МоO4) 3, в котором атомы лютеция обладают (5d16s 2) электронной конфигурацией. Вместе с тем в [Tripathi А.К., Lal H.V. Electrical Transport in rare-Earth Motybdates: Gd2(MoO4)3 and Tb2 (МоO4)3 // J. Phys. Soc. Jap. - 1980. - V.49. - № 5. - P.1896-1901] показано, что в кристаллах молибдатов РЗЭ зона проводимости (свободная) отвечает 5d1-уровням Ln3+ и эти электроны участвуют в электропереносе.
Полупроводниковый материал Rb5LuHf(MoO 4)6 получен твердофазным синтезом, и его свойства являются следствием кристаллической структуры и химического состава этого соединения.
Тройной молибдат Rb5 LuHf(MoO4)6 изоструктурен другому аналогу Rb5ЕrHf(MoO4)6 [Базаров Б.Г., Клевцова Р.Ф., Чимитова О.Д., Федоров К.Н., Глинская Л.А., Тушинова Ю.Л., Базарова Ж.Г. Фазообразование в системе Rb2МоO 4-Еr2(МоO4)3-Нf2 (МоO4)2 и кристаллическая структура нового тройного молибдата Rb5ЕrHf(МоO4)6 // Журн. неорган. химии. - 2006. - Т.51, № 5. - С.866-870].
| Состав | Удельная проводимость | Характер проводимости |
| Прототип Rb 5(Li1/3Hf5/3)(MoO4) 6 | 1.23·10 -6 | Ионный |
| Заявляемое соединение Rb5LuHf(MoO4)6 | 9.0·10-5 | Электронный (полупроводниковый) |
Отличительной особенностью предлагаемого полупроводникового материала является наличие в проводящей матрице вместо молибдата лития молибдата лютеция, обуславливающего электронный (полупроводниковый) характер проводимости.
Синтез тройного молибдата Rb5LuHf(MoO 4)6 проводили следующим способом.
Пример: смесь 5 моль молибдата рубидия Rb2MoO 4, 1 моль молибдата лютеция Ln2(МоO4 )3 и 2 моль молибдата гафния Hf(MoO4) 2 растирали в ступке в течение 30 мин и отжигали при ступенчатом подъеме температуры от 450°С до 600°С в течение 100 ч.
Из таблицы следует, что предлагаемый состав Rb5LuHf(MoO4)6 обладает значительной электронной проводимостью, что позволяет использовать его в качестве полупроводникового материала. Формула изобретения: тройной молибдат в качестве полупроводника, отличающийся тем, что проводящая матрица содержит молибдат лютеция и имеет состав Rb5LuHf(MoO 4)6.
Использование заявляемого изобретения позволит повысить рабочую температуру полупроводниковых приборов на его основе.
Класс H01L21/00 Способы и устройства, специально предназначенные для изготовления или обработки полупроводниковых приборов или приборов на твердом теле или их частей
