DIELECTRIC PROPERTIES AND ELECTRICAL CONDUCTIVITY OF POLYCRYSTALLINE Bi2Te3-Bi2Sb3 FILMS IN A MICROWAVE FIELD AND UNDER MECHANICAL DEFORMATION
- Authors: Siddikov R.1, Sulaymonov X.2, Yuldashev N.2
-
Affiliations:
- Kokand State Universität
- Fergana State Technical University
- Issue: No 4 (2025)
- Section: Статьи
- URL: https://journals.rcsi.science/2304-4497/article/view/380621
- ID: 380621
Cite item
Abstract
The results of a study of the dielectric and electrical properties of polycrystalline films of a Bi2Te3 ‒ Bi2Sb3 solid solution under the influence of a microwave field and mechanical deformation are presented in order to determine the mechanisms of influence of point and extended inhomogeneities. The spectra of dielectric permittivity depending on the composition, temperature dependences of the specific conductivity and impedance of films under uniaxial static deformation are considered. The detected microwave and deformation phenomena in polycrystalline films are qualitatively analyzed based on the effective medium model. It is shown that the infrared spectra of dielectric permittivity ( , ), electrical conductivity ( , ) and absorption coefficient of a solid solution (BixSb1‒x)2Te3, depending on the value 0 < x < 0.5, and deformations are correlated. Moreover, the theoretical values in the field of photon energy are somewhat lower than the experimental ones, and the opposite situation occurs. Threshold frequency values with characteristic maxima in the impurity absorption region associated with collective excitations of the electron-plasma interaction are observed in all spectra. It has been experimentally established that for freshly prepared films, under the influence of moderate tensile strain, the impedance dependence on temperature undergoes a radical change with deformation up to at the same temperature and only metallic conductivity is observed, and then the sign of the temperature coefficient of the impedance g(e) inverts in the temperature range. The critical values of the Tc temperature and their difference decrease with an increase in the value of e. During deformations, a condition occurs and the falling section of the curve disappears. The strain sensitivity of films in the microwave field strongly depends on the temperature and time of thermal treatment, and at a temperature of about Т » 500 K and a time of about t » 2‒3hours, it acquires the mostoptimalandstablevalues.
About the authors
Rustamjon Uk. Siddikov
Kokand State Universität
Author for correspondence.
Email: sidrus1073@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-9350-9284
Russian Federation
Xusanboy M. Sulaymonov
Fergana State Technical University
Email: xusanboy.sulaymonov@gmail.com
ORCID iD: 0000-0003-0790-1584
Nosirjon Kh. Yuldashev
Fergana State Technical University
Email: uzferfizika@mail.ru
ORCID iD: 0000-0003-0226-3528
SPIN-code: 6884-1461
References
- Khalid Bin Masood, Umar Farooq, Jai Singh. Evolution of the structural, dielectric and electrical transport properties of Bi2Te3 nano-sticks synthesized via polyol and solvothermal routes. Physica B: Physics of Condensed Matt. 2020;588:412183. https://doi.org/10.1016/j.physb.2020.412183
- Дыбов В.А., Сериков Д.В., Федорова Е.Н., Синецкая Д.А., Мозговой П.С., Дяки М.С. Структура и механические свойства компактированных полупроводников на основе твердого раствора Bi2Teз ‒ Sb2Teз, полученных в процессе горячего прессования и последующих обработок поверхности. Вестник Воронежского государственного технического университета. 2018;18(6):191‒197.
- Belonogov E.K., Dybov V.A., Kostyuchen- ko A.V., Kushchev S.B., Sanin V.N., Serikov D.V., Soldatenko S.A. Surface modification of ther-moelectric branches based on Bi2Te3 ‒ Bi2Se3 solid solution by the method of pulsed photon processing. Condensed media and interphase boundaries. 2017;19:(4):479.
- Tasi C.-H., Tseng Y.-C., Jian S.-R., Liao Y.-Y., Lin C.-M., Yang P.-F, Chen D.-L., Chen H.-J., Luo C.-W., Juang J.-Y. Nanomechanical prop-erties of Bi2Te3 thin films by nanoindentation. Journal of Alloys and Compounds. 2015;619:834‒838.
- Wang Z.-L., Matsuoka K., Araki T., Akao T., Onda T., Chen Z.-C. Extrusion behavior and thermoelectric properties of Bi2Te2.85Se0.15 thermoelectric materials. Procedia Engineering. 2014;81:616‒621.
- Абдуллаев Н.А., Абдуллаев Н.М., Алигулиева Х.В., Керимова А.М, Мустафаева К.М. и др. Механизм переноса заряда в тонких пленках твердых растворов Bi2(Tе0.9Se0.1)3. ФТП. 2013;47(5):586‒590.
- Sulaymonov, K. M. The effect of cycle deformation on the AC conductivity of (Bi0.3Sb0.7)2)Te3 films. Zhurnal Tekhnicheskoi Fiziki. 2017;87(3):471‒472.
- Sulaymonov H.M., Yuldashev N.K. Effect of internal stresses on the static strain characteristics of p-(Bi0.3Sb0.7)2Te3 composite films. Journal of Surface Investigation. X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. 2016;10(4):878‒882.
- Юлдашев Н.Х., Сулаймонов Х.М. Пьезосопротивление кристаллов и поликристаллических пленок узкозонных полупроводников типа PbS. Фергана, “Фарғона”. 2021:132.
- Sulaymonov Kh.M., Yuldashev N.Kh. The deformation properties of films under the influence of unilateral cyclic sign variable pressure. In: The Third European Conference on Physics and Mathematics, 12th September, Vienna, Austria, 2015:1926.
- Гаджиев Г.М., Гамзатов А.Г., Алиев Р.А., Абакарова Н.С., Эмирасланова Л.Л., Маркелова М.Н., Кауль А.Р. Температурно-частотная зависимость диэлектрического отклика в мульти ферронике LuFe2O4. ФТТ. 2020;62(5):678‒682.
- Алиев Р.А., Гамзатов А.Г., Гаджиев Г.М., Абакарова Н.С., Кауль А.Р., Маркелова М., Эмирасланова Л.Л. Влияние частоты переменного электрического поля на температурные спектры импеданса керамического мультиферроика LuFe2O4. ФТТ. 2018;60(6):1062‒1066.
- Siddikov R.U., Sulaymonov K.M., Yuldashev N.K. Strain-Resistive Properties of (Bi0.25Sb0.75)2Te3 Films at One-Sided Cyclic Alternating Strains. East European Journal of Physics. 2025:1;190‒196.
- Степанов H.П., Калашников А.А., Улашкевич Ю.В. Оптические функции кристаллов твердых растворов Bi2Te3 ‒ Sb2Te3 в области возбуждения плазмонов и межзонных переходов. Оптика и спектроскопия. 2010;109(6):1138‒1143.
- Лавров И.В. Методы вычисления эффективных электрофизических свойств неоднородных сред с учетом многообразных структурных особенностей. Обзор. Известия вузов. Электроника. 2023;28(4):403‒430.
- https://doi.org/10.24151/1561-5405-2023-28-4-403-430
- Юрас А.Н., Яшин М.М. Теория эффективной среды как инструмент анализа оптических свойств нанокомпозитов. Российских техно-логический журнал. 2018;6(2):56‒66. https://doi.org/10.32362/2500-316X-2018-6-2-56-66
- Kovalyuk V., Sheveleva E., Auslender M., Goltsman G., Shneck R., Dashevsky Z. Polycrystalline PbTe: In Films on Amorphous Substrate: Structure and Physical Properties. Materials. 2022;15(23):8383.
- https://doi.org/10.3390/ma15238383
- Jun Zhou, Yuanyuan Wang, Jeff Sharp, and Ronggui Yang. Optimal thermoelectric figure of merit in Bi2Te3/Sb2Te3 quantum dot nanocomposites. Physical Review B. 2012;85(11):12‒17.
- Stepanov N.P., Kalashnikov A.A. Features in reflection spectra of Bi2Te3-Sb2Te3 solid solution single crystals in the region of plasma effects. Semiconductors. 2010;44(9):1129‒1133.
- Гольцман Б.М., Кудинов В.А., Смирнов И.А. Полупроводниковые термоэлектрические материалы на основеBi2Te3. Москва: Наука, 1972:141.
- Степанов Н.П., Гильфанов А.К., Трубицына Е.Н. Корреляция оптических и магнитных свойств кристаллов Bi2Te3 – Sb2Te3. Физика и техника полупроводников. 2019;53(6):774–776.
- Кулешов Г.Е., Сусляев В.И. Диэлектриче-ская проницаемость и электропроводность композиционных материалов на основе углеродных наноструктур. Доклады ТУСУРа. 2014;1(31):84‒87.
- Грабов В.М., Комаров В.А., Демидов Е.В. Галь-ваномагнитные и термоэлектрические явления в тонких пленках висмута и сплавов висмут-сурьма. Санкт-Петербург: Изд-во Рос. гос. пед. ун-та им. А.И. Герцена, 2011:124.
- Daliev K.S., Ahmedov M.M., Onarkulov M.K. Influence of the Temperature and Cyclic Deformations of (BixSb1–x)2Te3 Films on Their Resistance. Journal of Engineering Physics and Thermophysics. 2021;94:1369‒1373.
Supplementary files
