Анотація до роботи:

Галюк О.В. Механізми дефектоутворення і фізико-хімічні властивості твердих розчинів у системах Pb–Sb(Bi)–Te, Pb–Sb(Bi)–Se, Sn–Sb(Bi)–Te. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.21 – хімія твердого тіла. Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника, Івано-Франківськ, 2007.

На основі проведених комплексних експериментальних досліджень фізико-хімічних властивостей, а також кристалохімічного аналізу дефектної підсистеми: запропоновано квазіхімічні рівняння утворення як однозарядних точкових дефектів Френкеля у катіонній підгратці, так і складного їх спектру у кристалах PbX (X = S, Se, Te) при двотемпературному відпалі у парах халькогену; знайдено загальні вирази для розрахунку баричних і температурних залежностей концентрації дефектів і носіїв струму та реалізації термодинамічного p-n-переходу; побудовано двовимірні та просторові діаграми типу “концентрація дефектів (холлівська концентрація) – температура відпалу – парціальний тиск пари халькогену”, корисних при проведенні синтезу матеріалу із наперед заданими параметрами.

На основі кристалоквазіхімічних формул нестехіометричнрго n- і p- PbTe із складним спектром точкових дефектів: , , ,; , , , відповідно, а також самолегованого n-PbTe Телуром і p-PbTe Плюмбумом, зроблено висновки про перерозподіл дефектів як у катіонній, так і у аніонній підгратках.

На основі нової моделі точкових дефектів у нестехіометричному станум телуриді, яка включає як дво-, так і чотиризарядні вакансії Стануму , і кристалоквазіхімічних формул описано процеси при двотемпературному відпалі, уточнено квазіхімічні рівняння утворення цих дефектів, а також визначено їх константи рівноваги та ентальпії.

Показано, що для твердих розчинів PbTe-Sb₂Te₃ в області до 2 мол.% Sb₂Te₃ переважає механізм заміщення Плюмбуму Стибієм і добудова аніонної підгратки за умови збереження стехіометрії за металом у легуючому кластері (Sb₂Te₃). При більшому вмісті Sb₂Te₃ має місце також механізм заміщення, але вже при збереженні стехіометрії за халькогеном у легуючому кластері (Sb₂Te₃).

Виконано аналіз фізико-хімічних властивостей системи PbSe-Bi₂Se₃ і запропоновано кристалоквазіхімічні формули твердих розчинів n(p) – PbSe-Bi₂Se₃ для механізмів заміщення BiPb і вкорінення Бісмуту у міжвузля при збереженні стехіометрії у бісмут селеніді за металом і халькогеном. На основі рівняння повної електронейтральності і кристалоквазіхімічних формул знайдено вирази для розрахунку концентрації дефектів, вільних носіїв і холлівськоі концентрації. Показано, що якщо у твердому розчині PbSe-Bi₂Se₃ до 10 мол. % Bi₂Se₃ домінує механізм заміщення, то для складу (10-20) мол. % – вкорінення Бісмуту.

На основі аналізу залежностей “властивості – склад” для твердих розчинів p-SnTe-Sb₂Te₃ p-SnTe-Bi₂Te₃ визначено механізми їх утворення, які полягають у заміщенні атомами Стибію (Бісмуту) вакансій Стануму і при малих дозах домішкових сполук та комплексоутворення типу і з наступним виділенням фази Sb₂Te₃ і Bi₂Te₃ при значних, відповідно.

Публікації автора:

1. Фреїк Д.М., Межиловска Л.Й., Ткачик О.В., Дзунза Б.С. Кристалохімія точкових дефектів і технологічні аспекти кристалів і плівок сполук А^ІVВ^VI (огляд) // Фізика і хімія твердого тіла. – 2006. – Т. 7, № 4.– С. 613-618. – Дисертант виконав аналіз робіт з питань дефектної підсистеми у кристалах PbTe та твердих розчинів на їх основі

2. Фреїк Д.М., Рувінський М.А., Никируй Л.І., Борик В.В., Ткачик О.В. Домінуючі дефекти і термодинамічний p-n-перехід в кристалах А^IVB^VI при двотемпературному відпалі // Фізика і хімія твердого тіла. – 2005. – Т. 6, № 4.– С. 546-554. – Дисертант виконав експериментальні дослідження процесів відпалу кристалів PbTe, зробив їх опис за допомогою квазіхімічних рівнянь утворення дефектів.

3. Фреїк Д.М., Межиловська Л.Й., Никируй Л.І., Ткачик О.В., Борик В.В. Моделі точкових дефектів і термоелектричні властивості кристалів A^IVB^VI // Термоелектрика. – 2005.– №4. – С. 63-73. – Дисертант провів експериментальні дослідження термоелектричних властивостей кристалів PbTe і пояснив вплив на них точкових дефектів.

4. Бойчук В.М., Ткачик О.В., Туровська Л.В., Дикун Н.І. Кристалоквазіхімічні формули нестехіометрисного плюмбум телуриду із складним спектром точкових дефектів і процеси самолегування // Фізика і хімія твердого тіла. – 2007. – Т. 8, №2. – с. 366-373. – Дисертант розробив кристалоквазіхімічні формули нестехіометричного PbTe із складними точковими дефектами у катіонній і аніонній підгратках, провів їх розрахунки.

5. Фреїк Д.М., Ткачик О.В., Межиловська Л.Й.. Кристалохімічний зміст домішки Бісмуту у плюмбум телуриді // Фізика і хімія твердого тіла. – 2006. – Т. 7, № 2.– С. 618-621. – Дисертант експериментальні дослідження фізико-хімічних властивостей кристалів PbTe:Bi і зробив розрахунки залежності концентрації точкових дефектів від складу.

6. Межиловська Л.Й., Бойчук В.М., Ткачик О.В. Точкові дефекти і механізми утворення твердих розчинів PbTe-Sb₂Te₃ // Фізика і хімія твердого тіла. – 2005. – Т. 6, № 1.– С. 339-340. – Дисертант на основі проведених експериментальних досліджень і запропонованих кристалоквазіхімічних формул визначив механізми утворення твердих розчинів.

7. Фреїк Д.М., Чобанюк В.М., Ткачик О.В. Кристалохімічні моделі амфотерної дії домішки Ві у кристалах PbSe // Фізика і хімія твердого тіла. – 2006. – Т. 7, № 1.– С. 88-92. – Дисертант провів експериментальні дослідження властивостей легованих Bi кристаліва PbSe і зробив розрахунок концентрації точкових дефектів на основі квазіхімічних рівнянь.

8. Фреїк Д.М., Ткачик О.В. Кристалохімія точкових дефектів в твердих розчинах системи PbSe-Bi₂Se₃// Фізика і хімія твердого тіла. – 2007. – Т. 8, № 1.– С. 135-139. – Дисертант на основі запропонованої моделі механізму утворення твердого розчину провів розрахунок концентрації точкових дефектів від складу.

9. Фреїк Д.М., Ткачик О.В., Іванишин М.І.. Фізико-хімічні властивості і кристалоквазіхімічні формули твердих розчинів p-SnTе-Sb₂Te₃(Bi₂Te₃) // Фізика і хімія твердого тіла. – 2006. – Т. 7, № 3.– С. 533-539. – Дисертант на основі аналізу залежностей “властивість – склад” і запропонованих кристалоквазіхімічних формул визначив домінуючі точкові дефекти і механізми утворення твердих розчинів.

10. Пат. №18230 А Україна, С 30В11/02. Спосіб отримання монокристалів плюмбум телуриду n-типу провідності. Пат. №18230 А Україна, С 30В11/02/ Фреїк Д.М., Никируй Л.І., Лисюк Ю.В., Ткачик О.В. (Україна); Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника. – №200511836; Заявл. 12.12.2005; Опубл.15.11.2006; Бюл. №11. – Дисертантом проведено синтез матеріалу, оформлено заявку.

11. Пат. №19990 А Україна, С 30В11/02. Спосіб отримання легованого вісмутом кристалічного PbSe n-типу: Пат. №19990 А Україна, С 30В11/02/ Фреїк Д.М., Борик В.В., Ткачик О.В. (Україна); Прикарпатський національний університет імені Василя Стефаника. – №200605848; Заявл. 29.05.2007; Опубл.15.01.2007; Бюл. №1. – Дисертантом проведено синтез матеріалу, оформлено заявку.

12. Дмитрів А.М, Ткачик О.В., Бабущак Г.Я.. Механізми утворення і властивості твердих розчинів на основі телуридів металів II та IV груп // ІІ Міжнародна науково-технічна конференція студентів, аспірантів та молодих вчених “Хімія і сучасні технології”. 26-28 квітня 2005. – Дніпропетровськ, 2005.– С. 235.

13. Mezhylovska L.Y., Dmytriv А.M., Tkachyk О.V., Babushchak H.Y.. Point defects and physic-chemical possessions of hard solutions on the basis of the А^ІIВ^VI and А^ІVВ^VI combinations // 2^nd International conference on physics of electronic materials PHYEM’05. – Kaluga, 2005. – P. 113-116.

14. Бойчук В.М., Ткачик О.В. Механізми впровадження домішкових атомів сурми в структурі PbTe // Матеріали X Міжнародної конференції фізики і техніки тонких плівок (МКФТТП-X). 19-21 травня 2005. – Івано-Франківськ, 2005. – С. 283-284.

15. Межиловська Л.Й., Бойчук В.М., Ткачик О.В. Точкові дефекти і механізми утворення твердих розчинів PbTe-Sb₂Te₃ // Матеріали X Міжнародної конференції фізики і техніки тонких плівок (МКФТТП-X). 19-21 травня 2005.– Івано-Франківськ, 2005. – С. 339–340.

16. Межиловская Л.И., Бабущак Г.Я., Ткачик О.В., Борык В.В.. Точечные дефекты и физико-химические свойства кристаллов А^IIВ^VI И А^IVВ^VI // Физико химические процессы в конденсированном состоянии и на межфазных границах (Фагран 2006). 8-14 октября 2006. – Воронеж. (Россия), 2006. – С.221-222.

17. Борик В.В., Ткачик О.В. Домінуючі дефекти і електричні властивості легованих кристалів халькогенідів свинцю // Міжнародна конференція студентів і молодих науковців з теоретичної та експериментальної фізики ЕВРИКА 2006. 15-17 травня 2006. – Львів, 2006. – С. В63-В64.

18. Фреїк Д.М., Межиловська Л.Й., Бабущак Г.Я., Михайльонка Р.Я., Борик В.В., Ткачик О.В. Домінуючі дефекти і механізми їх утворення у кристалах сполук А²В⁶ і А⁴В⁶ // Тези доповідей на другій науково-технічній конференції з міжнародною участю Матеріали електронної техніки та сучасні інформаційні технології (МЕТІТ-2). 17-19 травня 2006. – Кременчук, 2006. – С.23-24

19. Mezhylovska L.Y., Babushchak H.Y., Tkachyk O.V., BorykV.V.. Physik-chemical properties and point defects of the A^IIB^VI and A^IVB^VI crystals. // Proceedings of the sixth International young scientists’ conference on applied physics. 14-16 June 2006. – Kyiv, 2006. – P. 133.

20. Межиловська Л.Й., Бабущак Г.Я., Ткачик О.В., Борик В.В.. Точкові дефекти і проблеми керування фізико-хімічними властивостями кристалів A^IIB^VI і A^IVB^VI для сенсорів електромагнітного випромінювання // Тези доповідей 2-ї Міжнародної науково-технічної конференції “Сенсорна електроніка та мікросистемні технології (СЕМСТ-2). 26-30 червня 2006. – Одеса, 2006.– С.204.

21. Межиловская Л.И., Бабущак Г.Я., Ткачик О.В. Точечные дефекты и физико-химические свойства кристаллов A^IIB^VI и A^IVB^VI // Тезисы докладов Международной конференции по физической мезомеханике, компьютерному конструированию и разработке новых материалов. 19-22 сентября 2006. – Томск, Россия, 19-22 сетября, 2006. – С. 247-248.

22. Ткачик О.В. Дефектна підсистема і властивості твердих розчинів Pb-Sb(Bi)-Te, Pb-Sb(Bi)-Se, Sn-Sb(Bi)-Te // Матеріали XІ Міжнародної конференції фізики і технології тонких плівок та наносистем (МКФТТП-XІ). 7-12 травня 2007. – Івано-Франківськ, 2007. – С. 339–340.

23. Фреик Д.М., Ткачик О.В., Борык В.В., Юрчишин Н.И., Дикун Н.И.. Инженирия дефектной подсистемы и управление свойствами кристаллов и тонких слоев А^IVВ^VI // 5^th International conference NEET 2007 New Electrical and Eletronic Technologies and their Industrial Implementation. 12-15 June 2007. – Zakopane, Poland, 2007– P. 32.

24. Запухляк Р.І., Ткачик О.В., Дикун Н.І., Туровська Л.В.. Термоелектричні матеріали на основі телуридів свинцю, олова та германію // ІІІ Українська наукова конференція з фізики напівпровідників УНКФН-3. 20 – 24 червня 2007. – Одеса, Україна, 2007.– С.135-136.

25. Фреик Д.М., Ткачик О.В., Дыкун Н.И., Адамович М.М. Кристаллохимия доминирующих точечных дефектов и технологические аспекты кристаллов и пленок полупроводниковых соединений A^IVB^VI // Тезисы докладов Международной научной конференции “Актуальные проблемы физики твердого тела” ФТТ-2007. 23-26 октября. – Минск, Белорусь, 2007. – Т.2.– С. 421-423.