Анотація до роботи:

Шелест Т.М. Вплив вакансій селену на електрофізичні властивості квазінизьковимірних систем NbSe₂ та NbSe₃.- Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового степеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.07 - фізика твердого тіла.- Інститут електрофізики і радіаційних технологій НАН України, Харків, 2007.

Комплексним дослідженням температурних залежностей електроопору NbSe₃ і NbSe₂ у різних середовищах (повітря, вакуум, аргон с парами селену), теплового розширення NbSe₂ в інтервалі 300 - 550 К, а також рентгенівськими дослідженнями показано, що при термічній обробці NbSe₃ і NbSe₂ утворюються вакансії селену. З досліджень температурно-часових залежностей електроопору встановлено, що ефективна енергія утворення вакансій селену в квазідвовимірних монокристалах NbSe₂, зменшується з ростом концентрації вакансій селену. Це дало можливість запропонувати модель утворення вакансій селену, яка передбачає перерозподіл носіїв заряду по мірі зростання концентрації вакансій і, як наслідок, послаблення зв’язків Nb-Se і посилення зв’язків Nb-Nb.

Вперше виявлено аномально велике значення (~ 150 %) температурно-залежної частини вакансійного внеску в електроопір для NbSe₂ і NbSe₃ в інтервалі 78 - 300 К, що, вірогідно, є характерним для низьковимірних систем. Запропоновано теоретичну модель для пояснення великого позитивного значення температурно-залежної частини вакансійного внеску в електроопір в NbSe₃, що ґрунтується на різному характері розсіювання електронів, які відносяться до різних структурних ланцюжків квазіодновимірного матеріалу, на дефектах ґратки і на фононах. Встановлено, що утворення вакансій селену в квазіодновимірних монокристалах NbSe₃ приводить до слабкої зміни температури високотемпературного ХЗГ-переходу, і не приводить до його пригнічення, що обумовлено утворенням вакансій селену переважно у ланцюжках тільки одного типу.

Основні результати дисертаційної роботи можна узагальнити у вигляді таких висновків.

1. Виявлено значне відхилення температурної залежності електроопору монокристалів NbSe₃ і NbSe₂ від лінійності при Т 400 К. За допомогою комплексного дослідження температурних залежностей опору NbSe₃ і NbSe₂ в різних середовищах (повітря, вакуум, аргон з парами селену) в інтервалі 300 – 550 К, досліджень відносної зміни лінійних розмірів NbSe₂, а також рентгеноструктурних досліджень показано, що при термічній обробці NbSe₃ і NbSe₂ утворюються вакансії селену, які обумовлюють відхилення електроопору від лінійної залежності. Наявність вакансій селену приводить до зменшення розмірів зразків NbSe₂ вздовж шарів та зростанню параметрів ґратки.

2. Досліджено зміну електроопору при варіаціях температурно-часових параметрів відпалів. Встановлено, що ефективна енергія утворення вакансій селену в квазідвовимірних монокристалах NbSe₂, зменшується в залежності від часу витримки, тобто із зростанням концентрації вакансій селену. Це дало можливість зробити припущення, що при утворенні вакансій селену відбувається перерозподіл носіїв заряду по мірі зростання концентрації вакансій і, як наслідок, послаблення зв’язків Nb-Se і посилення зв’язків Nb-Nb, що узгоджується з даними з теплового розширення та зміною параметрів ґратки.

3. Вперше на основі експериментальних даних з вимірювання температурних залежностей електроопору монокристалів NbSe₂ і NbSe₃ з вакансіями селену в інтервалі 78 – 300 К виявлено аномально велике значення (~ 150 %) температурно-залежної частини вакансійного внеску в електроопір, що, вірогідно, є характерним для низьковимірних систем.

4. Запропоновано теоретичну модель для пояснення великого позитивного значення температурно-залежної частини вакансійного внеску в електроопір в NbSe₃, що ґрунтується на різному характері розсіювання електронів, які відносяться до різних структурних ланцюжків квазіодновимірного матеріалу, на дефектах ґратки і на фононах.

5. Встановлено, що утворення вакансій селену в квазіодновимірних монокристалах NbSe₃ приводить до слабкої зміни ( 2 %) температури високотемпературного ХЗГ-переходу, і не приводить до його пригнічення. Це обумовлено переважним утворенням вакансій селену у ланцюжках, які не відповідають за утворення високотемпературного ХЗГ-переходу.

Публікації автора:

1. Мамалуй А.А, Шелест Т.Н., Чашка Х.Б. Влияние собственных точечных дефектов на электрофизические характеристики NbSe₃ // ФНТ.- 2000.- Т.26, №2.- С.176-180.

2. Копелиович А.И. Мамалуй А.А. Петренко Л.Г., Шелест Т.Н. Об отклонениях от правила Маттиссена в квазиодномерных проводниках // ФНТ.- 2002.- Т.28, №10.- С.1078-1082.

3. Mamalui A.A., Shelest T.N., Fatyanova N.B., Sirenko V.A. The influence of point defects on the temperature dependence of quasi-two-dimensional 2H-NbSe₂ resistivity // Functional Materials.- 2005.- V.12, №3.- P.521-525.

4. Мамалуй А.А., Шелест Т.Н., Фатьянова Н.Б. Влияние вакансий на свойства низкоразмерных систем NbSe₂ и NbSe₃. // Вісник ХНУ.- 2006.- №739.- серія «Фізика».- Вип.9.- С.94-97.

5. Mamalui A.A., Shelest T.N., Chashka H.B. Thermodynamically equilibrium point defect in the low-dimensional systems // Condensed Matter Physics.- 1999.- V.2, №4(20).- P.617-620.

6. Шелест Т.Н. Температурная зависимость электросопротивления одномерных монокристаллов NbSe₃ в области 78 – 600 К // Збірник доповідей першої науково-практичної конференції «Актуальні проблеми сучасної науки у дослідженнях молодих вчених м. Харкова» Харків (Україна).- 1997.- С.99-100.

7. Шелест Т.Н., Мамалуй А.А., Фатьянова Н.Б., Федорченко В.И., Чашка Х.Б. Температурная зависимость электросопротивления квазиодномерных систем с дефектами решетки // Труды международной научно-технич. конф. «Информационные технологии: наука, техника, технология, образование, здоровье».- Харьков (Украина).- 1997.- С.405-407.

8. Мамалуй А.А., Шелест Т.Н., Фатьянова Н.Б. Влияние вакансий на свойства низкоразмерных систем NbSe₂ и NbSe₃ // Матеріали 7-ї Міжнародної конф. «Фізичні явища в твердих тілах».- Харків (Україна).- 2005.- С.117.

9. Mamalui A.A., Shelest T.N., Chashka H.B. Thermodynamically equilibrium point defect in the low-dimensional systems // Abstr. of the IV Ukrainian-Polish Meeting on «Phase Transitions and ferroelectric physics».- Dnepropetrovsk (Ukraine).- 1998.- Р.49.

10. Мамалуй А.А, Шелест Т.Н., Чашка Х.Б. Термодинамически равновесные точечные дефекты в низкоразмерных системах // Тез. IX науково-технічної конф. «Хімія, фізика і технологія халькогенідів та халькогалогенідів».- Ужгород (Україна).- 1998.- С.97.

11. Мамалуй А.А, Шелест Т.Н., Чашка Х.Б. Термодинамически равновесные дефекты и отклонение от правила Маттисена в NbSe₃ // Тез. IX науково-технічної конф. «Хімія, фізика і технологія халькогенідів та халькогалогенідів».- Ужгород (Україна).- 1998.- С.104.

12. Shelest T.N., Mamalui A.A. Chashka H.B. Fomina L.P. Influence of Se vacancies on the electroresistance of NbSe₂ and NbSe₃ // Abstr. of the 18th General Conf. of the «Condensed Matter Division».- Montreux (Switzerland).- 2000.- P.43.

13. Mamalui A.A. and Shelest T.N. Deviation from Matthiessen Rule in the NbSe₃ and NbSe₂ with Vacancies // Abstr. of the 24th Int. Conf. on «Low Temperature Physics» (LT24).- Orlando, Florida (USA).- 2005.- Р.106.

14. Мамалуй А.А., Шелест Т.Н. Температурная зависимость электросопротивления квазиодномерных и квазидвумерных металлических систем // Тез. межд. конф. «Физика конденсированного состояния вещества при низких температурах».- Харьков (Украина).- 2006.- С.174-176.