С.Г. Дорофеев, А.И. Лебедев, С.Г. Никитенко, И.А. Случинская, О.И. Тананаева
Химический факультет МГУ, Москва
Физический факультет МГУ, Москва
Институт катализа СО РАН, Новосибирск
Легирование теллурида свинца примесями переменной валентности, в частности примесью In, приводит к появлению целого ряда необычных физических свойств в этих кристаллах. Известно, что атомы Tm в халькогенидах тулия проявляют переменную валентность (Tm+2 и Tm+3). Поэтому представляло интерес провести прямые измерения зарядового состояния атомов Tm в PbTe и сопоставить полученные результаты с физическими свойствами кристаллов.
Исследования проводились на монокристаллах, выращенных из расплава методом Бриджмена по разрезам PbTe-TmTe и PbTe-Tm2Te3. Концентрация тулия в кристаллах составляла 0.85 и 3.0 ат.%, соответственно. Измерения спектров XANES проводились путем регистрации интенсивности рентгеновской флуоресценции образцов на EXAFS-станции Сибирского Центра Синхротронного Излучения при ИЯФ СО РАН (г. Новосибирск) в области LIII-края поглощения Tm (8.648 кэВ) при 300 K. Эталонные спектры XANES для состояний Tm+2 и Tm+3 были записаны на образцах TmTe, Tm2Te3 и Tm2O3.
Спектры XANES, отвечающие зарядовому состоянию Tm+3, состоят из одной яркой белой линии, а спектры, отвечающие состоянию Tm+2, имеют характерную дублетную структуру. Сопоставление спектров, полученных на легированных кристаллах PbTe, со спектрами эталонных образцов показало, что независимо от разреза, по которому проводится легирование теллурида свинца, тулий находится в кристалле в зарядовом состоянии Tm+3. В докладе обсуждается связь полученных результатов с электрофизическими свойствами кристаллов и строением фазовой диаграммы.