ДИСПЕРСИЯ КОМПЛЕКСНОЙ ДИЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ И ПРОВОДИМОСТИ МОНОКРИСТАЛЛОВ TlGaSe₂ ПРИ РАДИОЧАСТОТАХ

 

 С. Н. Мустафаева

Институт Физики Национальной Академии Наук Азербайджана

 

Статья получена 13 января 2015 г.

 

Аннотация.  Изучение диэлектрических свойств слоистого монокристалла TlGaSe₂  в переменных электрических полях частотой    f = 5´10⁴–3.5´10⁷ Hz позволило установить релаксационный характер диэлектрической   проницаемости, а также природу диэлектрических потерь в монокристалле. Установлено, что частотная зависимость тангенса угла диэлектрических потерь (tgδ) в TlGaSe₂ в изученной области частот обусловлена релаксационной поляризацией. Рассчитаны значения частоты релаксации f_r = 8.8´10⁵ Hz и времени релаксации τ_r = 1.1´10^-6 s. В диапазоне частот   f = 5´10⁴–1.6´10⁶ Hz ac-проводимость монокристалла TlGaSe₂ поперек слоёв подчинялась закономерности σ_ac ~ f ^0.8, характерной для прыжкового механизма переноса заряда по локализованным вблизи уровня Ферми состояниям. Оценены плотность N_F = 7.5´10¹⁸ eV^–1·cm^–3 и разброс ∆E = 5´10^-3 eV этих состояний,  а также среднее время τ = 1.2 ´ 10^–6 s и расстояние  R = 240 Å прыжков.

Ключевые слова:  монокристалл, диэлектрическая проницаемость, частота, диэлектрические потери, прыжковая проводимость, время релаксации, плотность локализованных состояний.

Abstract. The study of dielectric properties of layer TlGaSe₂ single crystal in frequency range f = 5´10⁴–3.5´10⁷ Hz allowed to establish relaxation character of dispersion of dielectric permittivity and nature of dielectric losses. It was shown that frequency dependence of the dissipation factor tan δ is determined by the relaxation polarization. The relaxation frequency f_r = 8.8´10⁵ Hz and relaxation time τ_r = 1.1´10^-6 s  have been estimated for TlGaSe₂.  The ac-conductivity across the layers of studied crystals varies with frequency as σ_ac~ f ^0.8 which is characteristic for hopping conductivity near the Fermi-level states. Density of localized states at Fermi level N_F = 7.5´10¹⁸ eV^–1·cm^–3, the energy spread of these states ∆E = 5´10^-3 eV, average hopping time τ = 1.2´10^–6 s and distance R = 240 Å have been evaluated for TlGaSe₂ single crystal.

Keywords: single crystal, dielectric permittivity, frequency, dielectric losses, hopping conductivity, relaxation time, density of localized states.