‫العلوم الطبيعية‬
‫فيزايء‬
‫إمناء بلوري – شبة موصالت‬
‫‪64‬‬
‫رقــم البحــث ‪:‬‬
‫‪428/158‬‬
‫عنوان البح ــث ‪:‬‬
‫اإلمناء البلوري وظاهرة املقاومة التفاضلية السالبة يف شبه‬
‫املوصل الثالثي اثليوم – انديوم – ثنائي التلرييوم ‪Tl In‬‬
‫‪Te2‬‬
‫الباحث الرئيــس ‪:‬‬
‫أ‪.‬د‪ .‬أمحد عبدا هلل الغامدي‬
‫الباحثون املشاركون ‪:‬‬
‫أ‪.‬د‪ .‬جنات توفيق عباس‬
‫د‪ .‬فرج سعيد احلازمي‬
‫كلية االعلوم‬
‫مدة تنفيـذ البحـث ‪:‬‬
‫‪ 9‬شهور‬
‫اجله ـ ـ ــة ‪:‬‬
‫مستخلص البحث‬
‫تشمل أشباه املوصالت على جمموعة كبرية من املواد اليت ختتلف بعضها عن بعض يف خواصها الفيزايئية‬
‫وتركيبها الكيميائي الذي حيدد جمال استعماهلا يف الصناعة‪ .‬ولقد تطورت العناصر اإللكرتونية اجملهزة من أشباه‬
‫املوصالت تطوراً هائالً يف اآلونة األخرية نتيجة لظهور ثوراتن يف صناعة األدوات اإللكرتونية‪ ،‬األوىل ابخرتاع الرتانزستور‪،‬‬
‫والثانية بتصنيع الدارات املتكاملة (‪ Integrated circuit )IC‬فاإلجنازات املذهلة يف جمال املواد اإللكرتونية‬
‫جتحدت بصورة أساسية نتيجة فهمنا األفضل خلواص أشباه املوصالت‪ ،‬لذا شهد علم وتقنية أشباه املوصالت منواً سريعاً‬
‫ومستمراً صوحب اببتكارات علمية وتقنيات متطورة لذا كان البحث عن مواد شبه موصلة بلورية جديدة ذات كفاءة‬
‫عالية وخصائص مميزة ميليها عليها التطور التقين هبدف حتسني وتطوير الصناعات اإللكرتونية‪.‬‬
‫أهم املشاكل اليت تواجه العلماء والباحثني لتحل حمل أشباه املوصالت التقليدية‪ .‬وأكثر املركبات اليت تبشر‬
‫ابلنجاح هي املركبات املتداخلة من اجملموعة الثالثة والسادسة‪ ،‬وتركزت األحباث يف الوقت احلايل على املركبات الثالثية‬
‫الشالكوجنيدية احملتوية على الثاليوم‪ .‬وقد وقع االختيار يف هذا املشروع واملشروعني السابقني على املركب اثليوم –‬
‫انديوم – ثنائي التلرييوم من النظام الثالثي ‪ 𝐴3 𝐵3 𝐶26‬وامتداداً للربامج البحثي للباحثني فقد مت يف مشروع سابق تنفيذ‬
‫تصميم حملي بسيط يتميز بكفاءته العالية وبساطته وقدرته الفائقة على إمناء بلورات عالية اجلودة من املصهور اعتماداً‬
‫على تقنية برجيمان‪ ،‬وبعد ذلك قام فريق البحث بدراسة اخلواص االنتقالية ‪ transport properties‬منها‬
‫املوصلة الكهربية املستمرة ‪ DC electric conductivity‬وظاهرة هول ‪ Hall effect‬للبلورات املنماة مث‬
‫استمر العمل يف املشروع الذي يليه يف استكمال دراسة الظواهر االنتقالية فقد مت تنفيذ تصميم خاص لغرفة التشغيل‬
‫‪ working chamber‬لدراسة القدرة الكهروحرارية يف مدى واسع من درجات احلرارة حتت تفريغ مناسب‪،‬‬
‫ودرست القدرة الكهروحرارية واعتمادها على درجة احلرارة للبلورة املنماة‪.‬‬
‫ونظراً ملا وجدانه من خالل إطالعنا على األحباث املنشورة على هذا املركب من وجود قصور شديد يف دراسة‬
‫ظاهرة القطع والتوصيل ابإلضافة إىل عدم استكمال جوانب كثرية ذات أمهية خاصة تؤثر على حدوث هذه الظاهرة‪.‬‬
‫فمنذ اكتشاف ظاهرة القطع والتوصيل ظل وال يزال لغز هذه الظاهرة الشغل الشاغل لفكر عدد كبري من الباحثني يف‬
‫هذا املضمار‪ ،‬وحىت يومنا هذا مل يهتد العلماء إال لقدر يسري عن خصائص تلك الظاهرة‪ ،‬ولقد وضعت عدة نظرايت‬
‫ولكن سببها احلقيقي مازال غري معروف‪ ،‬وعلى الرغم من ذلك فقد أصبحت هذه الظاهرة ذات أمهية خاصة يف اجملال‬
‫التطبيقي فليس هناك شك من األمهية التقنية التطبيقية لظاهرة القطع والتوصيل‪.‬‬
‫إن نظرية ظاهرة القطع والتوصيل مل تزل غري معروفة بصورة مفصلة ودقيقة‪ ،‬وليس هناك شكل رايضي حمدد‪،‬‬
‫ومع ذلك فإن كثري من خصائصها أصبح معروفاً من خالل حتليل القياسات التجريبية اليت أجريت لبعض الكميات‬
‫الفيزايئية املتعلقة هبا‪.‬‬
‫لذا كان هدف مشروعنا البحثي هو استمرارية البحث على هذا النوع من البلورات املنماة بواسطة فريق البحث‬
‫وتتبع واستقصاء حدوث ظاهرة القطع والتوصيل والتعرف على وجود ذاكرة من عدمه ودراسة العوامل املؤثرة على‬
‫حدوث هذه الظاهرة من حرارة وضوء ابإلضافة إىل أتثري مسك النبيطة‪ .‬ذلك ابإلضافة على استخالص ثوابت ذات‬
‫أمهية ابلغة حيث أهنا متيز حدوث هذه الظاهرة يف ذلك املركب الثالثي الشالكوجينيدي‪ TlInTe2‬وتعطى دالالت‬
‫هامة ومسات مميزة مما يفتح الباب أمامها لالستخدام يف اجملاالت التطبيقية املتعددة‪.‬‬
Pure Sciences
64
Award Number
Physics
Crystal growth – TIInTe2 - Semiconductor
: 158/428
: Crystal growth and Negative –
differential – resistance effects in
TlInTe2 ternary semiconductor.
Principal Investigator : Prof. Dr. Ahmed Abdullah AlGhamdi
Co-Investigator
: Prof. Dr. Nagat Tewfik Abbas
Dr. Farag S. Al-Hazmi
Job Address
: Faculty of Sciences
Duration
: 9 Months
Project Title
Abstract
The switching phenomenon is one of the numerous interesting effects arising in
strong electric fields. This phenomenon has been observed in a great number of
crystalline, amorphous, and liquid semiconductors. At present the nature of the
switching phenomenon is not yet clear and the experimental data available has not
been explained unambiguously. Conflicting explanations of the experimental data are
due mainly to the complex nature of the switching phenomenon, consisting of a series
of independent stage during which different mechanisms can act. That is why an
investigation of this phenomenon in single crystal semiconductors is of special
practical interest, and can be useful for the development of the switching theory.
Switching and memory effects in the electronic state are of recent interest due to
possible technological applications such as switching and memory devices,
oscillators, and thermistors, etc. In fact very little is known about the physical
properties of thallium indium ditelluride. The interest in this material is stimulated not
only by their fundamental properties, but also by possible practical applications. The
particular interest shown in switching studies of the P-type TLInTe2 compound is
associated with the possibility of using it as effective switching and memory elements
in electronic devices.
In this project we shall discuss the switching phenomenon, and shall try to
elucidate the conduction mechanism of TlInTe2 single crystals. Also we shall study
the effect of ambient conditions, such as temperature, light illumination as well as the
active thickness of the sample on the behavior of this phenomenon and the parameters
of this phenomenon.
By this investigation (Crystal growth and switching effect study), we can find
out the suitable field of practical application.