Сверхпроводящий полупроводниковый материал

 

Изобретение относится к сверхпроводимости . Цель изобретения - повышение температуры перехода сверхпроводящего полупроводникового материала. Поставленная цель достигается тем. что в материал Sni-xlnxTe добавляют свинец в количестве 0,2-0,75х Z 0,13 + 2,45х так, что он имеет формулу (PbzSm-z)i-xinxTe. 1 табл. 1 ил.

, ж + Ю

СОК)Э СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИС1ИЧГСКИХ

РГ-:СПУВЛИК (я)з Н 01 (39/12

ГОСУДАРСТВЕН! ibl A КОМИТ ЕТ

Па ИЗОВРСТСНИЛМ И OTKpbITVlRM

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСА(-(ИЕ ИЗОБРЕТЕНИ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (46) 23.03,93. Бюл. ((11 (21) 4721877/25 (22) 21,07.89 (71) Физико-технический институт им.

А.Ф;Иоффе (72) P.В.Парфеньев, Д;В. Шамшур, И.А,Драбкин, Г.C,Áóujìaðèía и М.А.Шахов (56) Бушмарина Г.С. и др. Сверхпроводящий переход в SnTe, легированный-индием.—

ФТТ, 1986, т. 28, в. 4, с. I094 — 1099.

N.Nakajima et а(. Superconduct(ng

TransItIon of In,Snl-x Те1.m. — J. Phys. Soc.

Jap., l973. ч. 34, р. 382.

Изобретение касается сверхпроводимости и может быть использовано при создании устройств криозлектроники.

Цель изобретения — повышение температуры перехода в сверхпроводящее состояние.

Сущность изобретения заключается. в следующем.

Сверхпроводящее состояние с критическими температурами Т > 0.5 К возникает в

Pbt-хТ(ХТе и Snl-xfnxÒå при условии. что уровень Ферми EF находится в пределах примесной полосы таллия или индия, Величина

Т сверхпроводящего перехода зависит как от степени заполнения примесной полосы дырками, так и от. параметров примесной полосы, Наибольшие Т наблюдаются в образцах с уровнем Ферми, близким к середине пика примесных состояний. В данном изобретении в полупроводниковом сверхпроводящем материале Snl--xlnxTe часть атомов олова замещается свинцом. Зонная структура полупроводникового твердого

РРСТВОра (PbZSnl-у)l-xlnxTe ОтЛИЧаЕтея От

„, SU, 1686985 А1 (54) СВЕРХПРОВОДЛЩИЙ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫЙ МАТЕРИАЛ (57) Изобретение относится к сверхпроводимости. Цель изобретения — повышение температуры перехода сверхпроводлщего полупроводникового материала, Поставленная цел ь достигается тем. что в материал

SnI xInхТЕ дОбаапяЮт СВИНЕЦ В КОЛИЧЕСТВЕ

0,2-0,75х < Z < 0,13 + 2,45х так, что он имеет фОрмулу (PbzSnl z)l-xInxTe. 1 табл. 1 ил. вышеуказанных меньшей шириной запрещенной зоны и глубиной залегания примесной полосы индия, стабилизирующей уровень Ферми. Уменьшение концентрации носителей заряда в валентной зоне приводит к заполнению примесной полосы дырками по мере роста концентрации свинца в твердом растворе. Таким образом, Ее стремится к максимуму пика плотности примесных состояний, что сопровождается возрастанием Т . С другой стороны, в твердом растворе (PbzSn1 z)l-х(пхТе изл1еняются параметры примесной полосы индия по сравнению с граничными соединениями

РЬТе < Tl>, SnTe < In >. Увеличение концентрации свинца сопровождается сужением примесной полосы и возрастанием плотности состояний N(0) в максил1уме. В определенных границах увеличение N(0) также должно способствовать росту Т . Состав исследованных образцов представлен в таблице. В материала с оптимальными сверхпроводящими параметрами отношение компонент соответствует формуле

1666905 (I"hg;,5пад)аппо,zTc (образец 0). г1ри этом

Достиг!4 jT3 Тс Л,2 II — максималь4гая Для изьестных сверхпроводящих полупроводников, При том же содержании индия х =- 0,2 и 7 =- 0 температура сверхпроводящего пе- 5 рехода была близка к 2,6 К, т,е. существенно ниже. Б то же время в образце 9, состав которого соответствует формуле (РЬо,в55по,з;)о,oI no,2Те, температура Тс была ниже 10 К. 10

Пример. Образцы сверхпроводящего полупроводникового материала готовят по следу4ощей 1ехнологии. В качестве исходных компо44е 4тов используе4ся промышлегн4ые элек1е44ты РЬ С-000, Sn ОВЧ-000 I5, Те ТБ — 1, In Ин-000, Синтез проводиlrll из элементов, взятых в соответствующих формуле пропорцияк, в откачанных до давле-3 ния 2-3 ° 10 мм,рт.ст, и запаянных кпарцевых ампулах при Т = l000 Ñ в течение Л-5 ч. 20

Получе4444ь4е слитки отжи4ают при T = 650 С в течение 360 ч в а гмосфере агре на, После отжига из слитков методом горяче4о прессова44ия готовят образцы для измерения электрических и сверхпроводящих пара4летро4ь 25 условия г4рессован44я. Т = ЗГО"С, Р = т/см2 время выдержки Э t1wll. Прессованные образцы отжигаюг в течение 180 ч при Т

560 Ñ в кварцевых ампулах в атмосфере эрго44а. KQI I гроль за од44ородност ью осущест 30

ВЛЯЕтСЯ С ПОМОЩ4НО ГЛИКРОСтРУК1УРНОГО анализа. Уаксималь44сй4 критической темг4оратурой сверхпроводящего перехода Т,М,2

К обладаег материал, состав которого описан формулой (РЬо,5341о,5)о )In(),7 Ге. Для его синтезирования исход44ые компоненты берут в сооп4ошении: РЬ 29,5, Sn 16,9, In 0,2.

Те Л5,Л мас.,,, Данные п0 другим образцам представл III..I в габл11це.

Таким образом, как следует иэ вышеизложенного, при соответствии 4латеривла заявляемой формуле с указанными границами концентраций свинца и индия температура

Сверхпроводящег0 перехода существе4н4о повышается. Достигнутое значение Т 4.2

К 4грак тически совпадает с температурой кипе44ия I Ie при нормальном да44ле44ии, При л этом не нуж44о использовать сложное и дорогостоящее оборудование для откачки насыщенных паров Не . Такие материалы

4 могут быть применены в качестве элементов сверхпроводящих приемников излучения.

Формула изобретения

Сверхпровпдящий полупроводниковый материал на основе теллурида олова с примесью индия $п1-XIn„Te, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с цель4о пов44ше44ия температуры перехода в сверхпроводящее состояние. он допол44ительно содержит свинец в количестве, определяемом соотношением 0,20,75 х < Z < 0,1З + 2.Л5 х, и.нмее! формулу (ГбгЯп 4-z) l-к1пкТе.

1686985

° л сс

О-cv00 а а л а

Ф

ЛЪ V

) z@

11-Г . M

Ж 1

I К 1

Е О Д t л а а а

° Ф» % °

О

О

О I

Х

e I

ОХI

О о I 5!

О f 0

K 1

С I

Ф I

О

Т (l

Х I 0

Х со сб I 1 Э

1 Х О р. О Х

Ф I О О

Ц1 Х с I

О 1 & Ф 1

И И

О О а а

О О

СЪ л

0 Ch И а л а а с Ъ 3

ИИОО

O "- СЧ сЧ а л а л

ОООО

О, <б

0J

I 6)

О Ю

Ж О Р I!

С6

Х

О

CCI I <б

u t Е I

1 al 1.; — — З

Х 1

Х 1

clt I e I

И I Х О I

1 A t О Х I

I Ct 1 О А

Ct 1. Х С» I

1 О I E CI I

I О 1 О & о съ о о

СО О0 ОЭ ОЭ Ч0 л л а л а

- сЧ СЧ СЧ с Ъ

О О О О с Ъ О О .О И

О О О U1 с Ъ И О И сч а а а а а л л а а

С ) N СЧ РЪ СЧ СЧ CV C Ú ф сч с ъ и л оъ О О л

О1 С"Ъ И сО О М 0 O Л л а а a a л а л а

О О1 00 СО О О О И с Ъ

И с 3

ОООСООО=2С

QQQQQQOQO л а л а а

° Ф» \» %» %

ОИ -е-С ЪСЧООО

CO Q РЪ С Ъ;О Л 00 ОЪ

a a а а л а а а л

СЧ M с Ъ СЧ - О ON ФтЪ С Ъ СЪ а4 СЧ СЧ %- аИИОЭОСООИ

О 00 «О 20 О Ч0 О С Ъ а л а е а л а а а

СQОООQQOО

0 СЧ00 ОЛЛО О00

СЧ СЧ - И Ch О с Ъ N 00 а а а а а а а а а

СЧ сч сч съ .Ф % 00 ф w I е 00 СЧ е О О О

О О -. - СЧ СЧ СЧ а л a «a a л

ООООООО с Ъ00 -О и I сЪсЧСЧИЧЭ I а. л а л а

ЧОИ-З О О

СЧ .СЧ СЧ СЧ С Ъ

I

1

1

ООООИ

Ф Ф ФИ О а а л л а

О ОООО

- СЧ с ) И |О Л ф Ch

1686985

"g,И

Составитель А.Серебрякова

Техред M.Ìopãåíòàë Корректор M.Äåì÷èê

Редактор Т.Шагооа

Производственно-издательский комбинат "Патент". r. Ужгород, ул.Гагарина. 101

Заказ 1962 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государс-гвенного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., 4/5