"SCIENCE AND EDUCATION IN THE MODERN WORLD:
CHALLENGES OF THE XXI CENTURY"
NUR-SULTAN, KAZAKHSTAN, JULY 2019
97
TlInS
0,4
Se
1,6
2050 – 30225
0,46
(2 - 2,5)
10
4
10 x 1,0 x 0,25
TlInS
0,6
Se
1,4
2050 – 30330
0,45
(4 - 4,4 )
10
8
10 x 1,0 x 0,25
Si < Ni >
100 – 8000
0,3
-
4 x 2 x 2
Другая важная особенность кристаллов TlInS
2х
Se
2(1-х)
с
точки зрения
полупроводниковой тензометрии заключается в их значительной гибкости (упругости) и
механической прочности на разрыв; например, кристаллы TlInSе
2
при размерах
0,25х1х10мм
3
выдерживают деформацию на изгиб до радиуса кривизны 6 – 8,2 мм.
Кристаллы TlInS
2х
Se
2(1-х)
, где 0
х
0,3, отличаются от всех известных в
полупроводниковой тензометрии материалов еще и тем, что, как указывалось выше,
особенности их кристаллической структуры обеспечивают раскалывание в нужном
направлении на нитевидные образцы с
зеркальными гранями и требуемой
геометрической конфигурацией . Эта особенность и обеспечивает простейшую
технологию изготовления тензодатчиков на их основе.
Таким образом, TlInS
2х
Se
2(1-х)
, благодаря высокой тензочувствительности,
значительной гибкости и способности раскалываться на желаемые нитеобразные
пластинки с
зеркальными гранями по направлению максимального пьезорезистивного
эффекта [001], являются эффективными материалами для электронной техники.
Исходя из экспериментальных результатов, на основе 4 –х
эллипсоидной модели [5], строения энергетических зон предложен механизм
тензорезистивного эффекта в
кристаллах TlInS
2x
Se
2(1-x)
. Согласно этому механизму,
тензорезистивный эффект обусловлен изменением положения экстремумов зон в точках
Г, Т и N под действием деформации и переливанием носителей из одной долины в
другую. При растяжении кристаллов вдоль [001] происходит сжатие по направлениям
[100] и [110].
В
результате экстремум Г на оси [001] поднимается, а экстремумы Т и N,
соответствующие направлениям [100] и [110], опускаются и носители переливаются из
долин Т и N в долину Г и вклад этих зон в электропроводность изменяется, изменение
электропроводности оказывается отрицательным. При сжатии кристаллов все
происходит в обратном направлении, что приводит к положительному изменению
электропроводимости.
На основы указанных преимуществ монокристаллов TlInS
2x
Se
2(1-x)
нами
созданных тензометрических измерительных преобразователей, с
помощью которых
можно решать следующие многообразные задачи в нескольких областях их применения:
- исследования физических свойств материалов, деформаций и напряжений в
деталях и конструкциях;
- применение тензодатчиков для измерения механических величин, преобразуемых в
деформацию упругого элемента;
- применение тензодатчиков в
медицинской практике, дляодновременного
определения температуры в различных точках тела человека,
методом многоточечного
тензометрирования с точностью 0,01 градусов;
- в пульмонологических исследований можно применять для определения параметров
легких человека при дыхании, используя влияние упругой деформации грудной клетки
методом пьезоэффекта, которые можно преобразовать деформацию монокристалла
TlInSe
2
, вызванную приложенным к нему механическим напряжением, в электрический
сигнал. Например, дыхательный объем (ДО), минутный объем вдоха (МОД), резервный
объем вдоха (Ровд) и резервный объем выдоха (Ровыд), жизненную емкость легких
(ЖЕЛ), задержку дыхания на вдохе и выдохе и др.
Достарыңызбен бөлісу: