Импеданс полупроводниковых клатратов Sn₂₄P₁₉,₃BrxI₈₋x

Abstract

Исследованы температурные и частотные зависимости компонент полного импеданса керамических образцов клатратов переменного состава Sn₂₄P₁₉,₃BrxI₈₋x в диапазоне частот от 20 до 10⁶ Гц при температурах от 4,2 до 200 К. Проводимость образцов, измеренная в статическом режиме при температурах от 4,2 до 300 К, характеризуется наличием активационного участка с энергией, монотонно возрастающей с 18 до 77 мэВ по мере увеличения содержания брома. Исследование импеданс-спектров проведено графоаналитическим методом. В качестве аппроксимирующей эквивалентной схемы был рассмотрен RC-контур, емкость которого зависит от частоты. Показано, что при понижении температуры ниже 75 К и повышении частоты выше 150 кГц емкостной вклад в проводимость резко убывает. Наблюдаемые диэлектрические аномалии связываются с существенным вкладом межзеренных границ в комплексную проводимость.

Досліджено температурні й частотні залежності компонентів повного імпедансу керамічних зразків клатратів змінного складу Sn₂₄P₁₉,₃BrxI₈₋x у діапазоні частот від 20 до 10⁶ Гц при температурах від 4,2 до 200 К. Провідність зразків, обмірювана в статичному режимі при температурах від 4,2 до 300 К, характеризується наявністю активаційної ділянки з енергією, що монотонно зростає з 18 до 77 меВ в міру збільшення змісту брому. Дослідження імпеданс-спектрів проведено графоаналітичним методом. У якості апроксимуючої еквівалентної схеми було розглянуто RC-контур, ємність якого залежить від частоти. Показано, що при зниженні температури нижче 75 К й підвищенні частоти вище 150 кГц ємнісной внесок у провідність різко убуває. Спостережувані діелектричні аномалії пов’язуються з істотним внеском міжзерених границь у комплексну провідність.

The temperature and frequency dependences of real and imaginary parts of the impedance have been investigated for ceramic samples of clathrates Sn₂₄P₁₉,₃BrxI₈₋x of variable composition at temperatures from 4.2 to 200 K in a frequency range of 20 to 10⁶ Hz. The conductivity of the samples measured in the DC regime at T = 4.2–300 K is characterized by an activation behavior. The activation energy rises monotonously from 18 to 77 meV with an increase in Br content x. The impedance spectra are analyzed by the graphoanalitical method. The equivalent circuit used for approximation was chosen as connected in a parallel RC circuit with the frequency dependent capacitance. It is shown that a temperature drop below 75 K and a frequency rise above 150 kHz result in a rapid reduction of the capacitance contribution to the conductivity value. The dielectric anomalies observed are attributed to the significant contribution of the grain boundaries to the complex conductivity.