УДК. 621. 546. 81524
ИСКЕНДЕР-ЗАДЕ З.А., АБИЛОВ Ч.И.,
ГАСАНОВА М.Ш.
ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА И ПЕРЕКЛЮЧЕНИЕ
КРИСТАЛЛОВ НА ОСНОВЕ ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ InFeTe
Азербайджанский Технический Университет, 370073, Баку, пр. Г. Джавида, 25
Кристаллы (In2Te3)1-x(Fe2Te3)x синтезировались сплавлением компонентов в
стехиометрическом составе и выращивались методом Стокбаргера. Методом
магнетронного распыления на установке Z560 на сапфировой подложке получены
тонкопленочные структуры (d>70 мкм) с контактами In и In2O3. К пластинкам
d=1÷2 мм использовали индиевые контакты. Измерения ВАХ производили на
импульсах напряжения (<10-6c). Образцы на основе In2Te3 обладают
проводимостью р-типа, p 10 см2В-1с-1 при Тк, а на основе Fe2Te3 - n-типа,
n41019см-3 и n35см2В-1с-1 и общей теплопроводностью 27 мВТсм-1К-1.
В кристаллах In2Te3 наблюдалось пороговое переключение сопротивления,
имеющее преимущественно электронный механизм в интервалах 77÷200 К и
200÷350 К и электронно-тепловой. В кристаллах (In2Te3)0,99(Fe2Te3)0,01 наблюдается
эффект переключения на ВАХ, приводящий к отрицательному дифференциальному
сопротивлению (ОДС). С повышением температуры напряжение переключения
уменьшается, а интервал напряжений соответствующий ОДС, увеличивается.
Рабочий ток, устанавливающийся в кристаллах в низкоомном состоянии после
переключения для различных образцов находится в интервале 10-4÷10-2 А и
ограничивается последовательно включенным нагрузочным сопротивлением и
почти не изменяется с температурой. Наблюдаемое в образцах переключение
полярнонезависимо. Симметричность ВАХ нарушается при использовании
различных контактов и вплоть до 473÷523 К. Изучение ВАХ на одиночных
прямоугольных импульсах напряжения (длительностью =10-4÷10-7 с, амплитуда
0÷400 В) и на импульсах с малой частотой следования (fимп=100÷300 Гц) показывает

на отсутствие разогрева при комнатной температуре и заметный рост тока в
продолжении длительности импульса тока при повышенной температуре 350 К.
Переключение образцов из высокоомного состояния в низкоомное происходит
не мгновенно, а состоит из двух характерных этапов: задержки переключения,
определяемой длительностью зд и собственного переключения, длительностью пер.
В течение времени задержки переключения зд падение напряжения на образце
остается почти постоянным, соответствующим амплитудному значению импульса, а
через образец течет небольшой ток, определяемый высоким исходным
сопротивлением образца. Длительность времени задержки переключения зд
уменьшается, а длительность времени собственного переключения пер
увеличивается с повышением температуры (рис.1).
зд,м сек
8
6
зд
4
2
пер
3 0 0
3 5 0
4 0 0
4 5 0
T, K
Рис.1
Анализ температурной зависимости этих длительностей на нескольких
образцах показывает, что с повышением температуры длительность времени
задержки линейно уменьшается, причем в объемных кристаллах эта зависимость
более слабая, чем в тонких пленках (tg=2,210-5 с/град, для образца с d=250 мкм).
Можно предположить, что в образце до перехода в низкоомное состояние
происходит шнурование тока. При U>Uкр шунтирование тока имеет изменяющиеся
со временем параметры S(t), плотность тока шнура I(t) и температура T(t) в области
шнура. На основе упрощенного уравнения теплового баланса в шнуре тока имеем,
что интервал времени dt, необходимый для повышения температуры на dT будет:
C dt
,
dt =
2

E -
T
(
- T )
L
0

Эта формула хорошо описывает наблюдаемую экспериментальную
зависимость времени задержки переключения от температуры и электрического
поля с увеличением Т, процесс формирования шнура тока заметно ускоряется.
Необходимо заметить, что шнурование тока происходит при всех электрических
полях, превышающих критическое Екр, при котором наблюдается разветвление тока.
Рост пер с температурой свидетельствует об электронном механизме
происхождения тока по шнурам в матрице кристалла. С повышением Т
уменьшается подвижность носителей заряда, что обуславливает некоторое
повышение времени и пролета.
В пользу существенного вклада электронных процессов в механизм
переключения
при
повышенных
температурах
свидетельствует
также
экспоненциальное уменьшение времени задержки от превышения внешнего поля
над пороговым значением Екр (рис.2).
зд, с
10-2
510-3
210-3
10-3
510-4
1
1,5
2
Е/Екр
Рис.2
В кристаллах (Fe2Te3)0,99 (In2Te3)0,01 наблюдается пороговое переключение
сопротивления. Более вероятным является тепловой механизм переключения с
относительно слабой зависимостью напряжения переключения от условия
теплоотвода и площади контактов. На основе материала (In2Te3)0,99 (Fe2Te3)0,01 можно
изготовить пленочные переключатели.
Для изготовления переключателей разрабатывались четыре фотошаблона.
Также разработан полупроводниковый дискретный переключатель, имеющий в
качестве активного материала объемный монокристалл из твердого раствора
(In2Te3)1-x (Fe2Te3)x.

Вольтамперная характеристика разработанного пленочного переключателя
имеет разброс в пределах 10% и согласуется с рассчитанными данными. При
расчете основных параметров переключателей при 300К принималось: удельная
проводимость 210-5 Ом-1см-1, подвижность электронов n 10 см-2В-1с-1,
относительная диэлектрическая проницаемость =10, теплопроводность ≈35Втсм-
1К-1, кр≈1,5103 Всм-1.