Получение и исследование электрофизических свойств монокристаллов твёрдых растворов и композитов пниктидов кадмия и индия тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 00.00.00, кандидат наук Борисенко Александр Васильевич

• Борисенко Александр Васильевич
• кандидат наук
• 2025

Оглавление диссертации кандидат наук Борисенко Александр Васильевич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ПО ПРОБЛЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

1.1 Общие сведения о монокристаллах пниктида кадмия (Cd3As2)

1.2 Общие сведения о композитах на основе пниктидах индия (1^Ь)

1.4 Краткие выводы по главе

ГЛАВА 2 ТЕХНОЛОГИЯ ПОЛУЧЕНИЯ И ХАРАКТЕРИЗАЦИЯ ОБРАЗЦОВ

2.1 Синтез и характеризация монокристалла (Сёо.9072по.о9з)зА$2

2.2 Синтез и характеризация монокристалла (Cd0.69Zn0.31)3As2

2.3 Синтез и характеризация монокристалла (Cdo.5Zno.5)зAs2

2.4 Синтез и характеризация монокристаллов (Cdo.7Zno.29Mnoш)зAs2 и (Cdо.lZnо.88Mnо.о2)зAs2

2.5 Синтез и характеризация композита ([nSb)98.2-(NiSb)1

2.6 Краткие выводы по главе

ГЛАВА 3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ МОНОКРИСТАЛЛОВ ПНИКТИДА КАДМИЯ (CDзAS2)

3.1 Методика исследования электрофизических свойств

3.2 Исследование электрофизических свойств (Cd0.907Zn0.093)3As2

3.3 Исследование электрофизических свойств (Cdo.69Zno.зl)зAs2

3.4 Исследование электрофизических свойств (Cd0.5Zn0.5)3As2

3.5 Исследование электрофизических свойств (Cdo.7Zno.29Mnoш)зAs2

3.6 Исследование электрофизических свойств (Cdo.1Zno.88Mno.02)3As2

3.7 Краткие выводы по главе

ГЛАВА 4 РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ КОМПОЗИТА

ПНИКТИДА ИНДИЯ (ШЗБ-МЗБ)

4.1 Исследование электрофизических свойств (1пЗЬ)98.2-(№8Ь)1.8 с перпендикулярной ориентацией игольчатых включений

4.2 Исследование электрофизических свойств (1пЗЬ)98.2-(№8Ь)1.8 с параллельной ориентацией игольчатых включений

4.3 Краткие выводы по главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Получение и исследование электрофизических свойств монокристаллов твёрдых растворов и композитов пниктидов кадмия и индия»

ВВЕДЕНИЕ

Одним из направлений расширения базы многофункциональных материалов для электроники является изучение свойств материалов, сочетающих полупроводниковые, топологические и магнитные свойства. Группы полупроводников A2B5 и А3В5 (пниктиды) представляют огромный интерес с точки зрения получения, исследования и применения таких функциональных материалов. Исследователей привлекает возможность контролируемой манипуляции их свойствами. Такой способностью характеризуются сложные твердотельные соединения содержащие атомы V группы таблицы Менделеева. С этой точки зрения, уникальными представителями группы пниктидов (пниктогенов) являются соединения на основе мышьяка (As) и сурьмы (Sb). Полупроводники групп II-V и III-V проявляют интересные полупроводниковые и транспортные свойства. Соединения на основе пниктидов CdSb и InSb рассматриваются не только как традиционные материалы электроники, но и как материалы спинтроники, после легирования магнитными примесями вплоть до образования композитов [1-3], кроме того, как соединения с возможностью возникновения эффекта сверхпроводимости [4,5]. В спинтронике может быть использован эффект влияния на гальваномагнитные свойства ориентации игольчатых включений монокристаллов NiSb в матрице монокристаллов композитов пниктида индия (InSb)98.2 - (NiSb)i.s [6] и пниктида кадмия Cd0.95Ni0.05Sb [7]. В результате теоретических и экспериментальных исследований с привлечением фотоэмиссионной спектроскопии с угловым разрешением (ARPES), было установлено, что пниктид кадмия, Cd3As2 является трехмерным 3D-топологическим полуметаллом Дирака [8-10]. Наблюдавшиеся объемные дираковские фермионы говорят о том, что Cd3As2 является модельной системой 30-топологического полуметалла, это первый стабильный трехмерный аналог графена, поскольку все другие нестабильны в окружающей среде при комнатной температуре. Синтез Cd3As2 и выращивание монокристаллов проводится

традиционными, доступными методами [11,12] в отличии от многих других топологических материалов [13]. 3D-топологические полуметаллы содержат фермионы Дирака, которые линейно рассеиваются по всем трем направлениям импульса. Уникальная электронная структура делает 3D-топологические полуметаллы источником множества необычных явлений: давно обнаруженной необычно высокой подвижности объемных носителей [14], осцилляций поперечного и продольного магнетосопротивления, осциллирующего квантового спинового эффекта Холла [10,15,16] и гигантского диамагнетизма [17], устойчивостью к спин-орбитальному взаимодействию благодаря защищённым симметрией 3D-точкам Дирака [18,19].

Вслед за изучением уникальных топологических электронных свойств и потенциальных возможностей применения Сё3Лв2 внимание исследователей привлекли твердые растворы на его основе. В квазибинарной системе пниктидов Сё3ЛБ2 - /п3Лб2 существует непрерывный ряд твердых растворов (Сё1-л2пх)3Ав2. Инверсная зонная структура Сё3АБ2 по мере роста содержания 7п претерпевает изменения [20], с одновременным изменением кристаллической структуры от объемно-центрированной тетрагональной фазы для Сё3АБ2 к примитивной тетрагональной фазе 0.07 < х < 0.52, затем обратно к объемно-центрированной тетрагональной фазе х > 0.52. Одновременно контролируя содержание 7п в твёрдом растворе (Сё1-х7пх)3Лв2, можно совершить переход от трёхмерного полуметалла Дирака к обычному полупроводнику в критической точке состава твердого раствора вблизи хс ~ 0.38 [20]. Монокристаллы твёрдых растворов на основе арсенида кадмия характеризуются высокой подвижностью носителей заряда (до 26 000 см2/В с) и концентрацией носителей заряда (до 3*1018 см-3) при комнатной температуре, рекордным значением коэффициента термоэдс, явлениями квантового магнетотранспорта, такими как эффект Шубникова-де Гааза, наблюдаемый в твердых растворах (Cdl-хZnх)зЛs2 [22] и разбавленных магнитных полупроводниках (Cdl-х->ZnхMnv)зЛs2 [23-28], (Cdl-хMnх)зЛs2 [23]. Монокристаллы дираковского полуметалла Cd3Лs2 и его твёрдых растворов демонстрируют устойчивость к поверхностному окислению при комнатной температуре в

атмосфере воздуха [29]. Такая стабильность при комнатной температуре выгодно отличает их от других топологических материалов, что расширяет возможности использования арсенида кадмия и его твёрдых растворов в производстве электронных приборов [30]. В статьях, упомянутых в обзоре [30], описаны принципы работы и перспективы разработки широкозонных фотодетекторов, использующих топологические особенности, присущие электрофизическим свойствам Cd3As2, следовательно, актуальным является расширение номенклатуры таких приборов путем применения твёрдых растворов арсенида кадмия. Кристаллическая структура Cd3As2 обладает симметрией, способствующей образованию в инвертированной зонной структуре топологически защищенных конусов Дирака, что приводит к внутренней устойчивости топологических состояний к локальным возмущениям и, вытекающей из этого, актуальностью для архитектур квантовых вычислений [31,32]. В теоретических работах, используя расчеты теории функционала плотности из первых принципов в сочетании с топологическим анализом, были исследованы электронные свойства топологического полуметалла Дирака Cd3As2, легированного немагнитными и магнитные примесями. Теоретические расчёты показывают, что разные реализации немагнитного легирования Cd3As2 (в работе [33] рассматривается легирование 7п) приводят к возникновению различных топологических фаз: топологической полуметаллической фазы Вейля, которая представляет большой интерес поскольку может поддерживать устойчивый квантовый спиновый эффект Холла, и особой смешанной фазы: фаза Дирака + фаза Вейля, где могут сосуществовать как фаза Дирака, так и фаза Вейля в одной и той же системе. Кроме того, в магнитно-легированных системах (в работе [49] рассматривается легирование Мп) наблюдается появление магнитной фазы Вейля, которая может поддерживать квантовый аномальный эффект Холла. В теоретической работе [35] рассматривается твёрдый раствор (Cdl-ЛMдr)зAs2 и упоминается, что для CdзAs2, имеющего в электронном спектре 2 конуса Дирака, вершины которых находятся вблизи уровня Ферми (Е), дираковский фермион может рассматриваться как суперпозиция двух вейлевских фермионов с разной киральностью. Введение Mn

нарушает инверсионную симметрию и симметрию к обращению времени (Р и Т симметрии) конусов Дирака кристалла и могут возникнуть конуса Вейля. В Cd3Лs2 для существования конусов Вейля достаточно наличие только одной симметрии Р или Т типа, а нарушение Т симметрии делает возможным управление транспортными свойствами с помощью магнитного поля. Таким образом, к актуальности и перспективам использования твердых растворов пниктида кадмия Cd3Лs2 добавляется и инструмент смены топологических фаз в твёрдых растворах с инвертированной, неинвертированной и бесщелевой зонной структурой, в зависимости от состава. Вместе с тем, в рассматриваемых твердых растворах имеется возможность регулирования концентрации носителей путем легирования, в частности, введением Zn или Мп [29]. Такие материалы перспективны для использования в спинтронике и в сверхбыстродействующих устройствах [36-39]. Для исследования электропроводности и магнитных свойств системы Cd3Лs2 -MnЛs, как перспективного материала спинтроники, применялось высокое давление [38,39].

Внимание исследователей так же привлекает явление сверхпроводимости в пниктидах кадмия. Точечный контакт к поверхности монокристалла арсенида кадмия демонстрирует сверхпроводимость при низких температурах [40], в работе [41] описывается сверхпроводимость в (3Э) арсениде кадмия под внешним давлением, с давлением и без давления сверхпроводимость наблюдалась в тонких пленках Cd3Лs2 [42].

Неуклонно увеличивается количество научных групп, проводящих исследования по твёрдым растворам на основе Cd3Лs2, в которых описываются попытки создания и исследования топологических материалов. При всем этом, данное направления недостаточно изучено. Проведение глубоких исследований фундаментальных свойств твердых растворов арсенида кадмия может послужить катализатором для их эффективного практического применения. Материалы на основе пниктидов кадмия, обладающие высокой подвижностью электронов, представляют собой многообещающую платформу, на базе которой могут исследоваться топологические свойства [29].

Важной особенностью настоящей работы является исследование влияния ориентации игольчатых монокристаллов NiSb в монокристалле матрицы на физические свойства эвтектического композита (1^Ь)982 - (NiSb)1.8.

Актуальность темы исследования. Огромный потенциал пниктидов группы А2В5 и А3В5 может быть раскрыт и усилен благодаря твёрдым растворам и композитам на их основе. Изучение электрических характеристик материалов на основе пниктидов кадмия и индия способствует созданию и применению новых функциональных материалов, применяемых в спиновой электронике (спинтронике) [43,44] и использующихся при изготовлении датчиков Холла, фотоэлементов высокой чувствительности и оптических фильтрах [45,46]. Ведутся исследования в области создания элементов сверхбыстродействующей электроники инфракрасного и терагерцового диапазонов [44,47].

Монокристаллы твердых растворов пниктида кадмия (Cd3As2) обладают свойствами 3D-дираковского полуметалла и в зависимости от состава твердого раствора могут являться вейлевскими или дираковскими полуметаллами, топологическими изоляторами вплоть до перехода в полупроводники с объёмной шириной запрещённой зоны.

Следует отметить практически уникальную возможность манипуляции шириной запрещённой зоны в твердых растворах Cd3As2 с прохождением через бесщелевое состояние, что показано на примере тройного твёрдого раствора (Cd1-xZnx)3As2 [48]. В магнитно-легированных системах (в работе [49] рассматривается легирование Мп) арсенида кадмия (Cdl-x->,ZnxMnv)зAs2 наблюдается появление магнитной фазы Вейля, что делает такие материалы, управляемые магнитным полем, перспективными для использования в сверхбыстродействующих устройствах вплоть до аттосекундного диапазона [50]. Это стимулирует дальнейшие исследования твердых растворов на основе арсенида кадмия.

В устройствах спиновой электроники могут найти особое применение материалы, состав которых в определенной степени является сложным: в полупроводниковую матрицу монокристалла антимонида индия, воздействующую

на спины носителей заряда, внедряются игольчатые монокристаллы МБЬ, имеющие строго заданную ориентацию [46]. Кристаллы такой системы представляют собой ориентированно-закристаллизованный композитный материал - NiSb. Актуальность исследования этого материала подтверждается наблюдением в эвтектической системе - NiSb гигантского

магнетосопротивления и эффективного инфракрасного излучения порядка 98%, что может быть использовано в создании поляризаторов [51] или элементов Пельтье [52]. Эти эвтектики несомненно обладают уникальными физическими свойствами и растущим, по мере исследования, потенциалом применения данных материалов в электронных устройствах. Поэтому выяснение взаимосвязи между микроструктурой и электрическими свойствами композитной, анизотропной системы - NiSb является одним из важных вопросов для применения

аналогичных композитных систем в электронике.

Степень разработанности темы исследования. Пниктиды группы А2В5 и А3В5 давно исследуются [22,53] и находят практическое применение в электронике как анизотропные датчики термоэдс, холловские датчики и инфракрасные фильтры [30,54,55]. Для того, чтобы улучшить параметры систем военного и космического назначения, а также оборудования гражданского назначения, например, применение в разнообразных областях - от медицины (в первую очередь в онкологии и стоматологии) и метеорологии до систем связи и безопасности (поиск и обнаружение взрывчатых веществ) необходимо создание приемопередающих устройств, которые работают в диапазоне частот от 0.5 до 20 ТГц [44]. Установлено, что для Cd3Лs2 в зависимости от размера квантовых точек их люминесценция менялась от 530 до 2000 нм [56], в этом диапазоне находится участок длин волн между 1530 и 1560 нм и является благоприятным для телекоммуникаций на далекие расстояния. В последние годы в этом направлении можно заметить достижение определённых успехов. Так, полупроводники, обладающие высокой подвижностью носителей заряда, могут быть использованы для создания терагерцовых микроэлектронных приборов.

Широкие области твёрдых растворов между пниктидами группы А2В5 создают дополнительные возможности в управлении свойствами материалов и характеристиками элементов электроники, разрабатываемыми на их основе. Исследование свойств монокристаллов и тонких плёнок твёрдых растворов на основе Cd3Лs2 представляется значимой фундаментальной задачей, решение которой позволит существенно расширить возможности практического применения этой группы материалов. Ранее опубликованы результаты наблюдения топологических свойств в монокристаллах твёрдых растворов (Cd1-xZnх)3Лs2, (Cdl-хMnх)зЛs2 и (Cdl-х->,ZnхMnv)зЛs2, в которых были определены эффекты киральности, фаза Берри и аномальная зависимость эффективной массы носителя заряда от магнитного поля [24-28]. Недавние исследования ученых [57] позволили сделать предположение о сохранении свойств дираковского полуметалла в широком диапазоне составов тройного твёрдого раствора (Cd1-xZnх)3Лs2 на основании изучения полученных в ходе экспериментов в магнитном поле осцилляций Шубникова-де Гааза, приведенных в работе [58]. О сохранении топологических свойств в твёрдых растворах арсенида кадмия говорят и результаты наблюдения фазы Берри в твёрдых растворах разбавленного магнитного полупроводника (Cd1-х-yZnxMny)3Лs2 [59]. В ряде работ высказывается предположение о наличии топологического отклика в полуметаллах Вейля и киральной аномалии в поведении поперечного магнетосопротивления [31,59,60].

В монокристаллах пниктида CdSb, легированных М, наблюдалась сверхпроводимость при гелиевых температурах [4]. 1^Ь, представляющий собой полупроводник с узкой запрещенной зоной и малой эффективной массой электронов, обладает высоким потенциалом для применения в инфракрасной оптике и спинтронных устройствах электроники [61] благодаря самой высокой подвижности носителей среди полупроводников III-V групп [62]. Однонаправленное положение монокристаллов NiSb в закристаллизованном композитном материале - NiSb придает анизотропные электрические

свойства [62]. Эвтектическая система - NiSb, в которой полупроводниковая матрица сочетается с металлическими включениями демонстрирует влияние

композитного эффекта в гальваномагнитных, тепловых и оптических свойствах [4]. Сочетание полупроводниковых и металлических характеристик в одном материале создает предпосылки к применению данного состава в микроэлектронике, датчиках Холла и датчиках инфракрасного излучения, в фотодетекторах высокой чувствительности и других гальваномагнитных устройствах [62,63,65].

Таким образом, представляется актуальным расширение области исследования материалов на основе пниктидов кадмия и индия [62,64] и перспективах увеличения области применения в электронике и медицине [13,44].

Цель настоящей работы: исследовать электропроводность и магнетосопротивление ¿/"-фазы монокристаллов твёрдого раствора (Cd0.5Zn0.5)3As2; исследовать влияние ориентации монокристаллических игл МБЬ в монокристаллической матрице 1пБЬ композита (1^Ь)98.2 - (МБЬ)1.8 на электропроводность; исследовать топологические свойства монокристаллов твёрдого раствора (Cdo.907Zno.o9з)зAs2 и (Cdo.7Zno.29Mno.ol)зAs2.

Задачи, которые были сформулированы и решены для достижения поставленной цели:

1) Получить объёмные образцы пниктидов кадмия (Cd1-xZnx)3As2, (Cd1-x->,ZnxMnv)3As2 и эвтектического композита пниктида индия (1^Ь)982 - (МБЬ)^ усовершенствованным методом Бриджмена;

2) Исследовать фазовый состав и кристаллическую структуру полученных объёмных образцов пниктидов кадмия и индия (Cd1-.rZnx)3As2, (Cdl-x->,ZnxMnv)зAs2 и (1^Ь>8.2 - (№8Ь)1.8;

3) Исследовать особенности электрофизических свойств монокристаллов твердых растворов и композитов пниктидов кадмия и индия (Cd1-xZnx)3As2, (Cdl-x->,ZnxMnv)зAs2 и (1^Ь>8.2 - (№8Ь)1.8;

4) Проанализировать и обработать экспериментальные результаты наблюдения осцилляций Шубникова-де Гааза в монокристаллах твердых растворов (Cdo.907Zno.o9з)зAs2 и (Cdo.7Zno.29Mno.ol)зAs2.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1) Впервые получены монокристаллы ¿/"-фазы твёрдого раствора (Cd0.5Zno.5)3Лs2 и исследованы их электрофизические свойства;

2) Определен температурный диапазон прыжковой проводимости с переменной длиной прыжка типа Мотта в монокристаллах ¿/"-фазы твёрдого раствора (Cdo.5Zno.5)зЛs2;

3) Показано наличие прыжковой проводимости с переменной длиной прыжка типа Шкловского - Эфроса у образца композита (1^Ь)982 - (NiSb)1.8 с перпендикулярным расположением игольчатых включений направлению протекающего тока и установлен температурный диапазон прыжковой проводимости;

4) Определен температурный диапазон прыжковой проводимости по ближайшим соседям у образца композита (1^Ь)982 - (NiSb)1.8 с параллельным расположением игольчатых включений направлению протекающего тока;

5) Проведено исследование влияния смены направления магнитного поля на удельное сопротивление монокристаллов твердых растворов и композитов пниктидов кадмия и индия (Cdo.907Zno.o9з)зAs2, (Cdo.7Zno.29Mno.ol)зAs2 и (1^Ь)982 - (NiSb)1.8 в диапазоне температур от 1.5 К до 300 К и в магнитном поле до 10 Тл;

6) Обнаружены и исследованы топологические свойства монокристаллов твердых растворов (Cdo.907Zno.o9з)зЛs2 и (Cdo.7Zno.29Mno.ol)зЛs2.

Теоретическая и практическая значимость работы. Теоретическая значимость настоящей работы обусловлена расширением и углублением существующих физических представлений о механизмах и закономерностях прыжковой проводимости и влияния магнитного поля на физические свойства пниктидов индия и кадмия в широком диапазоне температур.

Практическая значимость настоящей работы обусловлена исследованием перспективных материалов на основе пниктидов кадмия и индия, применяемых в производстве таких устройств как светодиоды, диодные лазеры, электрооптические модуляторы и фотоприемники, датчики излучения

терагерцового диапазона. Результаты диссертационной работы способствуют совершенствованию методов получения объемных образцов твердых растворов и композитов пниктидов кадмия и индия с заданными свойствами. Практическая значимость диссертационного исследования подтверждена внедрением полученных результатов в учебный процесс НИУ «БелГУ». Результаты проведенных исследований нашли отражение в образовательном процессе в рамках учебной дисциплины «Физические основы полупроводниковой электроники» и послужили основой для лабораторной работы «Исследование эффекта Холла в монокристаллах твёрдых растворов арсенида кадмия» (подтверждено актом внедрения от 21 ноября 2024 г.).

Методология и методы исследования. Для определения качества и исследования фазового состава полученных образцов были задействованы методики: рентгенофазовый анализ, рентгеноструктурный анализ, сканирующая электронная микроскопия, энергодисперсионный анализ. Для исследования транспортных свойств носителей заряда применялись методики исследования эффекта Холла и температурных зависимостей удельного сопротивления и магнетосопротивления. На основе экспериментальных результатов был применен математический анализ при расчете микропараметров исследуемых образцов. При проведении исследований была задействована сертифицированная аппаратура, полученные результаты соответствуют теоретическим сведениям.

Положения, выносимые на защиту:

1) Результаты исследования электропроводности и магнетосопротивления ¿/"-фазы (пространственная группа 141атй) монокристаллов твёрдого раствора (Cd0.5Zno.5)3As2, механизмы и температурные интервалы прыжковой проводимости;

2) Результаты исследования влияния ориентации монокристаллических игл МБЬ в монокристаллической матрице 1пБЬ композита (1^Ь)982 - (МБЬ)18 на механизмы прыжковой проводимости;

3) Обнаружены топологические свойства монокристаллов твёрдого раствора

(Cd0.907Zn0.09з)зAS2;

4) Обнаружены топологические свойства монокристаллов твёрдого раствора (Cdo.7Zno.29Mno.oi)3AS2.

Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность результатов работы основана на использовании испытанных экспериментальных методик и сертифицированного лабораторного оборудования для проведения исследований, направленных на получение научно-обоснованных результатов, проведении всестороннего теоретического анализа при описании экспериментальных данных, детальной проверкой качества полученных материалов, соответствием результатов экспериментов имеющимся литературным сведениям.

Результаты диссертационной работы докладывались на следующих российских и международных научных конференциях:

1) Международная научно-практическая конференция «Перспективные материалы науки, технологий и производства», Юго-Западный государственный университет, г. Курск, Россия, 24 мая 2022 года, тема доклада: «Гальваномагнитные свойства кристалла Cd2.07Zn0.93As2»;

2) International Conference «Partial Differential Equations and Related Topics» Belgorod, Russia, July 15-19, 2022, тема доклада: «Исследование гальваномагнитных свойств монокристалла Cd1-x-yZnxMny)3As2 (x = 0.88; y = 0.02)»;

3) Всероссийская научно-практическая конференция «Проблемы естественных, математических и технических наук в контексте современного образования» г. Липецк, Россия 27-28 ноября 2022 года, тема доклада: «Электрические свойства монокристалла твердого раствора арсенида кадмия».

Публикации. По теме диссертации опубликовано 12 научных работ, в том числе 6 - в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях, рекомендованных ВАК, 1 - в издании, индексируемом базами данных Scopus и Web of Science. Также результаты исследования опубликованы в сборниках трудов и тезисах выступлений на научных конференциях.

Личный вклад автора. Исследования, представленные в настоящей работе, и изложенные результаты, получены лично автором либо при его непосредственном участии. Автор занимался подготовкой образцов для проведения исследования, настройкой и отладкой оборудования и аппаратуры, самостоятельно проводил эксперименты. Математические расчеты, приведенные в работе, и анализ физических характеристик осуществлены автором. Основной вклад при написании научных публикаций и тезисов конференций внес автор.

Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. Объем составляет 135 страниц, включая список литературы из 131 наименования. Диссертация содержит 72 рисунка и 11 таблиц.

ГЛАВА 1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ПО ПРОБЛЕМЕ ИССЛЕДОВАНИЯ

Первая глава диссертационной работы посвящена обзору литературы по проблеме исследования, приводятся общие сведения о рассматриваемых материалах и раскрываются их особенности.

Объединение в одной работе исследований электрофизических свойств твердых растворов арсенида кадмия и эвтектического композита 1пБЬ - МБЬ, входящих в группу пниктидов, может послужить развитию фундаментальных основ физики конденсированного состояния и созданию новых типов устройств спинтроники. Возрастающее понимание взаимосвязи синтеза, структуры и свойств арсенидов и антимонидов может привести к расширению областей их практического применения в электронике, вследствие чего проводимые исследования приобретают существенную актуальность.

1.1 Общие сведения о монокристаллах пниктида кадмия (CdзAs2)

Пниктогены или пниктиды, получили свое название от греческого слова «рт§о», т.е. душить. Пниктидами являются элементы пятой группы и их соединения соответственно. Химия твердого тела пниктидов получила широкое развитие в 20-том веке, однако современные исследования основываются на работах Зинтла [65,66], которые определили на долгие годы вперед понимание химии твердого тела группы пниктидов. Так, в работе [67] заявлены значительные перспективы для оптоэлектронных применений пниктида цинка. Нынешний интерес к антимонидам и арсенидам обусловлен открытием явления сверхпроводимости пниктидов [4,5,36,40], что можно назвать катализатором проведения дальнейших исследований [68,69].

Твердые тела, чьи атомы образуют единую кристаллическую решетку называют монокристаллами [21,25]. Характерной чертой монокристаллов является

проявление анизотропии свойств [70], т. е. зависимости физических характеристик от направления. Это явление можно объяснять разной плотностью расположения частиц в кристаллической решетки, что в свою очередь влияет на физические свойства монокристалла [71].

Интересными материалами, которые относятся к группе пниктидов и применяются в оптоэлектронике, можно считать соединения класса А3П В2У [72], где А - это элементы Cd и Zn, а В - представитель группы пниктогенов As. Широкое внимание исследователей объясняется наличием уникальных физико-химических [73,74], электрических [64,75] и оптических характеристик [76], таких как аномальная анизотропия свойств в магнитном поле, гигантское магнетосопротивление и др. [77-79].

Например, в твердых растворах пниктида цинка Zn3Лs2, исходя их дилатометрических показаний, происходят полиморфные переходы: а-Zn3Лs2 ^ а-Zn3Лs2 (463 К) ^ y#-Zn3As2 (945 К) [80]. Подвижность основных носителей заряда составляет л ~ 102 см2 В-1 с-1, а концентрация дырокр ~ 5*1018 см3.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Борисенко Александр Васильевич, 2025 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Ahn I.S. The relationship between metal fibre morphology and electrical properties of InSb-NiSb eutectic composites [Текст] / I.S. Ahn, I.H. Moon // Journal of materials science. — 1987. — V. 22. — P. 233-238.

2. Arslanov T.R. Low energy band gap state in compressed needlelike structure of CdSb: Ni [Текст] / T.R. Arslanov, R.G. Dzhamamedov, V.S. Zakhvalinskii, A.V. Kochura, V.V. Rodionov, R. Ahuja // Applied Physics Letters. — 2019. — V. 115, No. 25. — P. 252101.

3. Kochura A. Magnetotransport properties of InSb-MnSb nanostructured films [Текст] / A. Kochura, S. Marenkin, O. Novodvorsky, V. Mikhalevsky, A. Davidov, M. Shakhov, E. Lahderanta, V. Zakhvalinskii, A. Kuzmenko // EPJ Web of Conferences. — 2018. — V. 185. — P. 06003.

4. Ivanov O. Resistivity superconducting transition in single-crystalline Cd0. 95Ni0. 05Sb system consisting of non-superconducting CdSb and NiSb phases [Текст] / V. Zakhvalinskii, E. Pilyuk, A. Kochura, A. Kuz'menko, A. Ril' // Chinese Journal of Physics. — 2021. — V. 72. — P. 223-228.

5. Ke C.T. Ballistic superconductivity and tunable п-junctions in InSb quantum wells [Текст] / C.T. Ke, C.M. Moehle, F.K. de Vries, C. Thomas, S. Metti, C.R. Guinn, S. Goswami // Nature communications. — 2019. — V. 10, No. 1. — С. 3764.

6. Захвалинский В.С. Влияние ориентации монокристаллических игл NiSb на электропроводность монокристаллов композита (InSb)98.2 - (NiSb)1.8 [Текст] / В.С. Захвалинский, А.В. Борисенко, А.В. Маширов, А.В. Кочура // Прикладная математика & Физика. — 2024. — Т. 56, № 4. — С. 314-319.

7. Захвалинский В. С. Влияние ориентации игольчатых включений NiSb на температурную зависимость сопротивления в монокристаллах Cd _0.95 Ni _0.05 Sb [Текст] / В.С. Захвалинский, Е.А. Пилюк, А.В. Кочура, Л.А. Моргун,

A.Б. Давыдов, Аунг Зо Хтет, В.В. Родионов, Б.А. Аронзон // Физика твердого тела. — 2023. — Т. 65, № 3. — С. 397-403.

8. Liu Z.K. A stable three-dimensional topological Dirac semimetal Cd 3 As 2 [Текст] / Z.K. Liu, J. Jiang, B. Zhou, Z.J. Wang, Y. Zhang, H.M. Weng, Y.L. Chen // Nature materials. — 2014. — V. 13, No. 7. — P. 677-681.

9. Borisenko S. Experimental realization of a three-dimensional Dirac semimetal [Текст] / S. Borisenko, Q. Gibson, D. Evtushinsky, V. Zabolotnyy,

B. Büchner, R.J. Cava // Physical review letters. — 2014. — V. 113, No. 2. — P. 027603.

10. Neupane M. Observation of a three-dimensional topological Dirac semimetal phase in high-mobility Cd3As2 [Текст] / M. Neupane, S.-Y. Xu, R. Sankar, N. Alidoust, G. Bian, C. Liu, M.Z. Hasan // Nature communications. — 2014. — V. 5, No. 1. — С. 3786.

11. Laiho R. Shubnikov-de Haas effect in (Cd1- x- yZnxMny) 3As2 far from the zero-gap state [Текст] / R. Laiho, K.G. Lisunov, V.N. Stamov, V.S. Zakhvalinskii // Journal of Physics and Chemistry of Solids. — 1996. — V. 57, Iss. 1. — P. 1-5.

12. Hruby A. Preparation of Cd3As2 and CdAs2 crystals by transport reaction in vapour phase [Текст] / A. Hruby, J. Petrova // Czechoslovak Journal of Physics B. -1971. — V. 21, No. 8. — P. 890-895.

13. Grasser M.A. Low-Temperature Synthesis of NiSb2, Cu2Sb, InSb and Sb2Te3 Starting from the Elements [Текст] / А. Grasser, A. Matthias, U. Müller, M. Ruck // Zeitschrift für anorganische und allgemeine Chemie. — 2022. — V. 648, Iss. 23. — Р. 20-65.

14. Zdanowicz W. Semiconducting compounds of the AII BV group [Текст] / W. Zdanowicz, L. Zdanowicz // Annual Review of Materials Science. — 1975. — V. 5, No. 1. — P. 301-328.

15. Guo S.T. Large transverse Hall-like signal in topological Dirac semimetal Cd3As2 [Текст] / S.T. Guo, R. Sankar, Y.Y. Chien, T.R. Chang, H.T. Jeng, G.Y. Guo, F.C. Chou, W.L. Lee // Scientific reports. — 2016. — V. 6, No. 1. — P. 27487.

16. Goyal M. Thickness dependence of the quantum Hall effect in films of the three-dimensional Dirac semimetal Cd3As2 [Текст] / M. Goyal, L. Galletti, S. Salmani-

Rezaie, T. Schumann, D.A. Kealhofer, S. Stemmer // APL Materials. — 2018. — V. 6, No. 2. — P. 026105.

17. Koshino M. Anomalous orbital magnetism in Dirac-electron systems: Role of pseudospin paramagnetism [Текст] / M. Koshino, T. Ando // Physical Review B — Condensed Matter and Materials Physics. — 2010. — V. 81, No. 19. — P. 195431.

18. Young S.M. Dirac semimetal in three dimensions [Текст] / S.M. Young, S. Zaheer, J.C. Teo, C.L. Kane, E.J. Mele, A.M. Rappe // Physical review letters. — 2012. — V. 108, No. 14. — P. 140405.

19. Wang Z. Dirac semimetal and topological phase transitions in A 3 Bi (A= Na, K, Rb) [Текст] / Z. Wang, Y. Sun, X.Q. Chen, C. Franchini, G. Xu, H. Weng, X. Dai, Z. Fang // Physical Review B — Condensed Matter and Materials Physics. — 2012. — V. 85, No. 19. — P. 195320.

20. Arushanov E. K. COMPOSITION DEPENDENCE OF THE BAND-GAP OF CD3-XZNXAS2 [Текст] / E.K. Arushanov, A.F. Knyazev, A.N. Naterpov, S.I. Radautsan // SOVIET PHYSICS SEMICONDUCTORS-USSR. — 1983. — V. 17, No. 7. — P. 759-761.

21. Lu H. Topological phase transition in single crystals of (Cd1-xZnx)3As2 [Текст] / H. Lu, X. Zhang, Y. Bian, S. Jia // Scientific reports. — 2017. — V. 7, No. 1. — P. 3148.

22. Arushanov E.K. Crystal growth and characterization of II3V2 compounds [Текст] / E.K. Arushanov // Progress in crystal growth and characterization. — 1980. — V. 3, No. 2-3. — P. 211-255.

23. Cisowski J. Semimagnetic semiconductors based on II-V compounds [Текст] / J. Cisowski // Physica status solidi (b). — 1997. — V. 200, No. 2. — P. 311-350.

24. Zakhvalinskii V. S. Transport evidence of mass-less Dirac fermions in (Cd1 -x-yZnxMny) 3As2 (x+ y= 0.4) [Текст] / V.S. Zakhvalinskii, T.B. Nikulicheva, E.A. Pilyuk, E. Lähderanta, M.A. Shakhov, O.N. Ivanov, E.P. Kochura, A.V. Kochura, B.A. Aronzon // Materials Research Express. — 2020. — V. 7, No. 1. — P. 015918.

25. Zakhvalinskii V. Two-Dimensional Surface Topological Nanolayers and Dirac Fermions in Single Crystals of the Diluted Magnetic Semiconductor (Cd1-x-yZnxMny)3As2 (x+ y= 0.3) [Текст] / V. Zakhvalinskii , T. Nikulicheva, E. Pilyuk , O. Ivanov, A. Kochura, A. Kuzmenko, E. Lahderanta, A. Morocho // Crystals. — 2020. — V. 10, No. 11. — P. 988.

26. Zakhvalinskii V.S. Calculation of the band structure and density of localized states of materials of the quasi-binary system Zn3As2-Mn3As2 [Текст] / V.S. Zakhvalinskii , T.B. Nikulicheva, E.A. Pilyuk, A.S. Kubankin, O.N. Ivanov, A.A. Morocho // Solid State Communications. — 2021. — V. 328. — P. 114237.

27. Zakhvalinskii V.S. Linear dispersion of Dirac fermions in (Cd1-x-yZnxMny)3As2, х+ y= 0.2, у= 0.02, 0.04, 0.06, 0.08 solid solutions [Текст] / V.S. Zakhvalinskii, T.B. Nikulicheva, E.A. Pilyuk, H.T. Nguyen, E. Lahderanta, M.A. Shakhov, N. Isaeva, A.V. Kochura // Physica Scripta. — 2021. — V. 96, No. 12. — P. 125856.

28. Ivanov O. Asymmetry and parity violation in magnetoresistance of magnetic diluted Dirac-Weyl semimetal (Cd0. 6Zn0. 36Mn0. 04) 3As2 [Текст] / O. Ivanov, V. Zakhvalinskii, T. Nikulicheva, M. Yaprintsev, S. Ivanichikhin // Physica status solidi (RRL)-Rapid Research Letters. — 2018. — V. 12, No. 12. — P. 1800386.

29. Arushanov E. 3D Dirac semimetal Cd3As2-based solid solutions growth and characterization [Текст] / E. Arushanov, A.N. Nateprov, G. Cywinski, W. Knap // AIP Advances. — 2025. — V. 15, No. 1. — P. 015329.

30. Yang Y. Broadband photodetection of Cd3As2: review and perspectives [Текст] / Y. Yang, F. Xiu // Materials Today Electronics. — 2022. — V. 2. — P. 100007.

31. Nayak C. Non-Abelian anyons and topological quantum computation [Текст] / C. Nayak, S.H. Simon, A. Stern, M. Freedman, S. Das Sarma // Reviews of Modern Physics. — 2008. — V. 80, No. 3. — P. 1083-1159.

32. Liang T., Ultrahigh mobility and giant magnetoresistance in the Dirac semimetal Cd3As2 [Текст] / Т. Liang, Q. Gibson, M.N. Ali, M. Liu, R.J. Cava, N.P. Ong // Nature materials. — 2015. — V. 14, No. 3. — С. 280-284.

33. Glassy B.A. Synthesis of Zn3As2 and (CdyZn1-y)3As2 Colloidal Quantum Dots [Текст] / B.A. Glassy, N.L. Lai, B.M. Cossairt // Chemistry of Materials. — 2017. — V. 29, No. 15. — P. 6195-6199.

34. Nishihaya S. Quantized surface transport in topological Dirac semimetal films [Текст] / S. Nishihaya, M. Uchida, Y. Nakazawa, R. Kurihara, K. Akiba, M. Kriener, A. Miyake, Y. Taguchi, M. Tokunaga, M. Kawasaki // Nature communications. — 2019. — V. 10, No. 1. — С. 2564.

35. Кулатов Э.Т. Магнитные топологические сплавы на основе дираковского полуметалла Cd3As2: легирование атомами Cr, Mn и Fe [Текст] / Э.Т. Кулатов, Ю.А. Успенский, К.И. Кугель // Письма в Журнал экспериментальной и теоретической физики. — 2025. — Т. 121, № 9-10. — C. 771-781.

36. Smejkal L. Route towards Dirac and Weyl antiferromagnetic spintronics [Текст] / L. Smejkal, T. Jungwirth, J. Sinova // Physica status solidi (RRL)-Rapid Research Letters. — 2017. — V. 11, No. 4. — P. 1700044.

37. Fukami S. Antiferromagnetic spintronics [Текст] / S. Fukami, V.O. Lorenz, O. Gomonay // Journal of Applied Physics. — 2020. — V. 128, No. 7. — P. 070401.

38. Saypulaeva L. A. Magnetization of Cd3As2-30 mol% MnAs Composite at High Pressure [Текст] / L.A. Saypulaeva, T.R. Arslanov, A.G. Alibekov, K.S. Khizriev, N.V. Melnikova, M.M. Gadzhialiev, A.V. Tebenkov, A.N. Babushkin, V.S. Zakhvalinskii, A.I. Ril, S.F. Marenkin // Technical Physics. — 2022. — V. 67, No. 2. — P. 112-114.

39. Saypulaeva L.A. Thermoelectric properties of Cd3As2+ n mol% MnAs (n= 10, 20, 30, 44.7) at high pressures [Текст] / L.A. Saypulaeva, A.G. Alibekov, N.V. Melnikova, G.V. Sukhanova, A.V. Tebenkov, A.N. Babushkin, M.M. Gadzhialiev, V.S. Zakhvalinskii, A.I. Ril, S.F. Marenkin // Journal of Surface Investigation: X-ray, Synchrotron and Neutron Techniques. — 2022. — V. 16, No. 3. — P. 390-396.

40. Wang H. Observation of superconductivity induced by a point contact on 3D Dirac semimetal Cd3As2 crystals [Текст] / H. Wang, H. Liu, H. Lu, W. Yang, S. Jia, J. Wang // Nature materials. — 2016. — V. 15, No. 1. — С. 38-42.

41. He L. Pressure-induced superconductivity in the three-dimensional topological Dirac semimetal Cd3As2 [Текст] / L. He, Y. Jia, S. Zhang, X. Hong, C. Jin, S. Li // npj Quantum Materials. — 2016. — V. 1, No. 1. — С. 1-5.

42. Suslov A. V. Observation of subkelvin superconductivity in Cd 3 As 2 thin films [Текст] / A.V. Suslov, A.B. Davydov, L.N. Oveshnikov, L.A. Morgun, K.I. Kugel, V.S. Zakhvalinskii, E.A. Pilyuk, A.V. Kochura, A.P. Kuzmenko, V.M. Pudalov,

B.A. Aronzon // Physical Review B. — 2019. — V. 99, No. 9. — С. 094512.

43. Yuste C. From computational design to the synthesis of molecular magnetic wires for single-molecule spintronics and quantum computing nanotechnologies [Текст] /

C. Yuste, M. Castellano, J. Ferrando-Soria, S.E. Stiriba, N. Marino, M. Julve, F. Lloret, R. Ruiz-Garcia, J. Cano // Journal of Coordination Chemistry. — 2022. — V. 75, No. 17-18. — P. 2359-2383.

44. Chorsi H.T. Widely tunable optical and thermal properties of Dirac semimetal Cd3As2 [Текст] / H.T. Chorsi, S. Yue, P.P. Iyer, M. Goyal, T. Schumann, S. Stemmer, B. Liao, J.A. Schuller // Advanced Optical Materials. — 2020. — V. 8, No. 8. — P. 1901192.

45. Harris D. K. Synthesis of cadmium arsenide quantum dots luminescent in the infrared [Текст] / D.K. Harris, P.M. Allen, H.-S. Han, B.J. Walker, J. Lee, M.G. Bawendi // Journal of the American Chemical Society. — 2011. — V. 133, No. 13. — P. 4676-4679.

46. Jesenovec J. Controlling morphology of NiSb needles in InSb through low temperature gradient horizontal gradient freeze [Текст] / J. Jesenovec, K. Zawilski, P. Alison, S. Meschter, S.K. Saha, A.J. Sepelak, P.G. Schunemann // Journal of Crystal Growth. — 2024. — V. 626. — P. 127440.

47. Chin A.K. Intraband magneto-optical studies of InSb-NiSb eutectic [Текст] / A.K. Chin, A.J. Sievers // Journal of Applied Physics. — 1981. — V. 52, No. 12. — P. 7380-7391.

48. Nishihaya S. Gate-tuned quantum Hall states in Dirac semimetal (Cd1-xZnx)3As2 [Текст] / S. Nishihaya, M. Uchida, Y. Nakazawa, M. Kriener,

Y. Kozuka, Y. Taguchi, M. Kawasaki // Science Advances. — 2018. — V. 4, No. 5. — P. eaar5668.

49. Rancati A. Impurity-induced topological phase transitions in Cd 3 As 2 and Na 3 Bi Dirac semimetals [Текст] / A. Rancati, N. Pournaghavi, M.F. Islam, A. Debernardi, C.M. Canali //Physical Review B. — 2020. — V. 102, No. 19. — P. 195110.

50. Walowski J. Perspective: Ultrafast magnetism and THz spintronics [Текст] / J. Walowski, M. Munzenberg // Journal of Applied Physics. — 2016. — V. 120, No. 14.

51. Paul B. Die polarisierende wirkung von zweiphasigem indiumantimonid im ultraroten [Текст] / B. Paul, H. Weiss, M. Wilhelm // Solid-State Electronics. — 1964. — V. 7, No. 12. — P. 835-841.

52. Hale K.D. The physical properties of composite materials [Текст] / K.D. Hale // Journal of materials science. — 1976. — V. 11. — P. 2105-2141.

53. Arushanov E.K. II3V2 compounds and alloys [Текст] / E.K. Arushanov // Progress in crystal growth and characterization of materials. — 1992. — V. 25, No. 3. — P. 131-201.

54. Wang Q. Ultrafast broadband photodetectors based on three-dimensional Dirac semimetal Cd3As2 [Текст] / Q. Wang, C.Z. Li, S. Ge, J.G. Li, W. Lu, J. Lai, D. Sun // Nano letters. — 2017. — V. 17, No. 2. — P. 834-841.

55. Ащеулов А.А. Инфракрасные отрезающие фильтры на основе монокристаллов cdsb, znsb для оптофотоэлектронных устройств [Текст] / А.А. Ащеулов, Б.Н. Грицюк, В.Н. Стребежев // Технология и конструирование в электронной аппаратуре. — 2009. — № 1. — С. 34-39.

56. Harris D. K. Synthesis of cadmium arsenide quantum dots luminescent in the infrared [Текст] / D.K. Harris, P.M. Allen, H.S. Han, B.J. Walker, J. Lee, M.G. Bawendi //Journal of the American Chemical Society. — 2011. — V. 133, No. 13. — P. 4676-4679.

57. Butler C.J. Observation of surface superstructure induced by systematic vacancies in the topological Dirac semimetal Cd3As2 [Текст] / C.J. Butler, Y. Tseng,

C.-R. Hsing, Y.-M. Wu, R. Sankar, M.-F. Wang, C.-M. Wei, F.-C. Chou, M.-T. Lin // Physical Review B. — 2017. — Т. 95, No. 8. — P. 081410.

58. Galeeva A.V. Electron energy relaxation under terahertz excitation in (Cd1-xZnx) 3As2 Dirac semimetals [Текст] / A.V. Galeeva, I.V. Krylov, K.A. Drozdov, A.F. Knjazev, A.V. Kochura, A.P. Kuzmenko, D.R. Khokhlov // Beilstein Journal of Nanotechnology. — 2017. — V. 8, No. 1. — P. 167-171.

59. Zakhvalinskii V.S. Anomalous cyclotron mass dependence on the magnetic field and Berry's phase in (Cd1-x-yZnxMny)3As2 solid solutions [Текст] / V.S. Zakhvalinskii, T.B. Nikulicheva, E. Lahderanta, M.A. Shakhov, E.A. Nikitovskaya, S.V. Taran // Journal of Physics: Condensed Matter. — 2017. — V. 29, No. 45. — P. 455701.

60. Haldane, F.D.M. Nobel lecture: Topological quantum matter [Текст] / F.D.M. Haldane // Reviews of Modern Physics. — 2017. — V. 89, No. 4. — P. 040502.

61. Lee J.Y. Effects of Crystallinity and Stoichiometry on the Mobility of InSb Thin Films [Текст] / J.Y. Lee, B.S. Lee // Journal of the Microelectronics and Packaging Society. — 2012. — V. 19, No. 1. — P. 75-80.

62. Razeghi M. Overview of antimonide based III-V semiconductor epitaxial layers and their applications at the center for quantum devices [Текст] / M. Razeghi // The European Physical Journal-Applied Physics. — 2003. — V. 23, No. 3. — P. 149-205.

63. Chin A.K. Intraband magneto-optical studies of InSb-NiSb eutectic [Текст] / A.K. Chin, A.J. Sievers // Journal of Applied Physics. — 1981. — V. 52, No. 12. — P. 7380-7391.

64. Amarnath R.A. Thermoelectric transport properties in three-dimensional Dirac semimetal Cd3As2 [Текст] / R.A. Amarnath, K.S. Bhargavi, S.S. Kubakaddi // Journal of Physics: Condensed Matter. — 2020. — V. 32, No. 22. — С. 225704.

65. Liu C. Pnictogens in medicinal chemistry: evolution from erstwhile drugs to emerging layered photonic nanomedicine [Текст] / C. Liu, J. Shin, S. Son, Y. Choe, N. Farokhzad, Z. Tang, W. Tao // Chemical Society Reviews. — 2021. — V. 50, No. 4. — P. 2260-2279.

66. Solozhenko, V.L. High-Pressure Phases of Boron Pnictides BX (X = As, Sb, Bi) with Quartz Topology from First Principles [Текст] / V.L. Solozhenko, S.F. Matar // Crystals. — 2024. — V. 14, No. 3. — P. 221.

67. Trukhan V. M. Compounds and solid solutions of the Zn-Cd-P-As system in semiconductor electronics [Текст] / V.M. Trukhan, A.D. Izotov, T.V. Shoukavaya // Inorganic Materials. — 2014. — V. 50. — P. 868-873.

68. Qi X.L. Topological insulators and superconductors [Текст] / X.L. Qi, S.C. Zhang // Reviews of modern physics. — 2011. — V. 83, No. 4. — С. 1057-1110.

69. Fu L. Superconducting Proximity Effect and Majorana Fermions at the Surface of a Topological Insulator [Текст] / L. Fu, C.L. Kane //APS March Meeting Abstracts. — 2008. — P. V10-001.

70. Zhao Y. Anisotropic Fermi Surface and Quantum Limit Transport in High Mobility Three-Dimensional Dirac Semimetal Cd3As2 [Текст] / Y. Zhao, H. Liu, C. Zhang, H. Wang, J. Wang, Z. Lin, Y. Xing, H. Lu, J. Liu, Y. Wang, S.M. Brombosz, Z. Xiao, S. Jia, X.C. Xie, J. Wang // Physical Review X. — 2015. — V. 5, No. 3. — P. 031037.

71. Li H. Giant anisotropic magnetoresistance and planar Hall effect in the Dirac semimetal Cd3As2 [Текст] / H. Li, H.-W. Wang, H. He, J. Wang, S.-Q. Shen // Physical Review B. — 2018. — V. 97, No. 20. — P. 201110.

72. Zdanowicz W. Semiconducting Compounds of the AIIBV Group [Текст] / W. Zdanowicz, L. Zdanowicz // Annual Review of Materials Science. — 1975. — V. 5, No. 1. — P. 301-328.

73. Zyuzin A.A. Topological response in Weyl semimetals and the chiral anomaly [Текст] / A.A. Zyuzin, A.A. Burkov // Physical Review B — Condensed Matter and Materials Physics. — 2012. — V. 86, No. 11. — P. 115133.

74. Vazifeh M.M. Electromagnetic Response of Weyl Semimetals [Текст] / M.M. Vazifeh, M. Franz // Physical review letters. — 2013. — V. 111, No. 2. — P. 027201.

75. Ouyang W. Extraordinary Thermoelectric Properties of Topological Surface States in Quantum-Confined Cd3As2 Thin Films [Текст] / W. Ouyang, A.C. Lygo,

Y. Chen, H. Zheng, D. Vu, B.L. Wooten, X. Liang, J.P. Heremans, S. Stemmer, B. Liao // Advanced Materials. — 2024. — V. 36, No. 28. — P. 2311644.

76. Ullah M. Band structure features, chemical bonding and optical properties of Zn3X2 (X = N, P, As) compounds [Текст] / M. Ullah, G. Murtaza, M. Yaseen, S.A. Khan // Journal of Alloys and Compounds. — 2017. — V. 728. — P. 1226-1234.

77. Spivak B.Z. Magnetotransport phenomena related to the chiral anomaly in Weyl semimetals [Текст] / B.Z. Spivak, A.V. Andreev // Physical Review B. — 2016. — V. 93, No. 8. — P. 085107.

78. Yang K.-Y. Quantum Hall effects in a Weyl semimetal: Possible application in pyrochlore iridates [Текст] / K.-Y. Yang, Y.-M. Lu, Y. Ran // Physical Review B — Condensed Matter and Materials Physics. — 2011. — V. 84. No. 7. — P. 075129.

79. Burkov A.A. Anomalous Hall Effect in Weyl Metals [Текст] / A.A. Burkov // Physical review letters. — 2014. —V. 113, No. 18. — P. 187202.

80. Маренкин С.Ф. Фосфиды, арсениды цинка и кадмия [Текст] / С.Ф. Маренкин, В.М. Трухан // Минск: Вараскин. — 2010.

81. Pietraszko A. Thermal expansion and phase transitions of Cd3As2 and Zn3As2 [Текст] / A. Pietraszko, K. Lukaszewicz // Physica status solidi (a). — 1973. — V. 18, No. 2. — P. 723-730.

82. Turner W.J. Physical Properties of Several II-V Semiconductors [Текст] / W.J. Turner, A.S. Fischler, W.E. Reese // Physical Review. — 1961. — V. 121, No. 3. — P. 759.

83. Ong N.P. Ultrahigh mobility and giant magnetoresistance in the Dirac Semimetals Cd3As 2 and Na 3 Bi [Текст] / N.P. Ong //APS March Meeting Abstracts. — 2015. — V. 2015. — P. T52-003.

84. Nagaev E.L. Colossal-magnetoresistance materials: manganites and conventional ferromagnetic semiconductors [Текст] / E.L. Nagaev // Physics Reports. — 2001. — V. 346, No. 6. — P. 387-531.

85. Shvetsov O.O. Surface superconductivity in a three-dimensional Cd3As2 semimetal at the interface with a gold contact [Текст] / O.O. Shvetsov, V.D. Esin,

A.V. Timonina, N.N. Kolesnikov, E.V. Deviatov // Physical Review B. — 2019. — V. 99, No. 12. — P. 125305.

86. Lv B.Q. Experimental perspective on three-dimensional topologicalsemimetals [Текст] / B.Q. Lv, T. Qian, H. Ding // Reviews of Modern Physics. — 2021. — V. 93, No. 2. — P. 025002.

87. Liu P. Topological nanomaterials [Текст] / P. Liu, J.R. Williams, J.J. Cha // Nature Reviews Materials. — 2019. — V. 4, No. 7. — P. 479-496.

88. Deng M.X. Weyl semimetal induced from a Dirac semimetal by magnetic doping [Текст] / M.X. Deng, W. Luo, R.Q. Wang, L. Sheng, D.Y. Xing // Physical Review B. — 2017. — V. 96, No. 15. — P. 155141.

89. He L.P. Quantum Transport Evidence for the Three-Dimensional Dirac Semimetal Phase in Cd3As2 [Текст] / L.P. He, X.C. Hong, J.K. Dong, J. Pan, Z. Zhang, J. Zhang, S.Y. Li // Physical review letters. — 2014. — V. 113, No. 24. — P. 246402.

90. Bodnar J. Band Structure of Cd3As2 from Shubnikov-de Haas and de Haas-van Alphen effects [Текст] / J. Bodnar // Proceedings of the 3rd International Conference on the Physics of Narrow Gap Semiconductors. - PWN-Polish Scientific Publishers, Warszawa, 1977. — P. 311-316.

91. Jandl S. The Raman Spectrum of Cd3As2 [Текст] / S. Jandl, S. Desgreniers, C. Carlone, M.J. Aubin // Journal of Raman spectroscopy. — 1984. — V. 15, No. 2. -P. 137-138.

92. Houde D. The infrared spectrum of Cd3As2 [Текст] / D. Houde, S. Jandl, M. Banville, M. Aubin // Solid state communications. — 1986. — V. 57, No. 4. — P. 247-248.

93. Zhang X. Three-dimensional Dirac semimetal (Cd1- x Zn x) 3As2/Sb2Se3 back-to-back heterojunction for fast-response broadband photodetector with ultrahigh signal-to-noise ratio [Текст] / X. Zhang, Y. Yang, H. Zhou, X. Liu, R. Pan, H.Yu, J. Gou, Z. Wu, J. Wu, F. Xiu, Y. Shi, J. Wang // Science China Materials. — 2023. — V. 66, No. 4. — P. 1484-1493.

94. Novoselov K.S. Two-dimensional gas of massless Dirac fermions in grapheme [Текст] / K.S. Novoselov, A.K. Geim, S.V. Morozov, D. Jiang,

M.I. Katsnelson, I.V. Grigorieva, S.V. Dubonos, A.A. Firsov // nature. — 2005. — V. 438, No. 7065. — P. 197-200.

95. Lahoud E. Evolution of the Fermi surface of a doped topological insulator with carrier concentration [Текст] / E. Lahoud, E. Maniv, M.S. Petrushevsky, M.Naamneh, A. Ribak, S. Wiedmann, L. Petaccia, Z. Salman, K.B. Chashka, Y. Dagan, A. Kanigel // Physical Review B — Condensed Matter and Materials Physics. — 2013. — V. 88, No. 19. — P. 195107.

96. Lawson B. J. Quantum oscillations in Cu x Bi 2 Se 3 in high magnetic fields [Текст] / B.J. Lawson, G. Li, F. Yu, T. Asaba, C. Tinsman, T. Gao, W. Wang, Y.S. Hor, Lu Li // Physical Review B. — 2014. — V. 90, No. 19. — P. 195141.

97. Galasso F.S. Unidirectionally solidified eutectics for optical, electronic, and magnetic applications [Текст] / F.S. Galasso // JOM. — 1967. — V. 19. — P. 17-21.

98. Burstein E. Anomalous Optical Absorption Limit in InSb [Текст] / E. Burstein // Physical review. — 1954. — V. 93, No. 3. — P. 632.

99. Kane E.O. Band structure of indium antimonide [Текст] / E.O. Kane // Journal of Physics and Chemistry of Solids. — 1957. — V. 1, No. 4. — P. 249-261.

100. Bryukvin D.V. Influence of various conditions of convective mixing of melt on the structure and magnetoresistance of eutectic InSb-NiSb alloys obtained by directional crystallization [Текст] / D.V. Bryukvin, M.R. Raukhman, V.P. Shalimov, V.S. Zemskov // Crystallography Reports. — 2004. — V. 49. — P. 294-298.

101. Kochura A.V. The effect of high pressure on the electrical and transport properties of the InSb-MnSb magnetic eutectic composition [Текст] / A.V. Kochura, R.G. Dzhamamedov, A.B. Mekhiya, L.N. Oveshnikov, T.R. Arslanov. V.V. Rodionov. M. Alam. A.P. Kuzmenko. A.B. Davydov. B.A. Aronzon // AIP Advances. — 2022. — V. 12, No. 3. — P. 035330.

102. Guha S. Temperature Dependent Sellmeier Equations for III-V Semiconductors GaN, GaP, GaAs, GaSb, InAs and InSb [Текст] / S. Guha, J. Wei, J.M. Murray // CLEO: Science and Innovations. — Optica Publishing Group, 2020. — P. SF2B-3.

103. Balagurov B.Y. Symmetry transformation in the^roblem of the conductivity of anisotropic composites [Текст] / B.Y. Balagurov // Journal of Experimental and Theoretical Physics. — 2013. — V. 117. — P. 903-911.

104. Lutz M.P. Effect of an inhomogeneous interphase zone on the bulk modulus and conductivity of a particulate composite [Текст] / M.P. Lutz, R.W. Zimmerman // International Journal of Solids and Structures. — 2005. — V. 42, No. 2. — P. 429-437.

105. Kotera N. Magnetoconductance oscillations of n-type inversion layers in InSb surfaces [Текст] / N. Kotera, Y. Katayama, K.F. Komatsubara // Physical Review B. — 1972. — V. 5, No. 8. — P. 3065.

106. Shklovskii B.I. Electronic Properties of Doped Semiconductor [Текст] / B.I. Shklovskii, A.L. Efros — Springer Science & Business Media, 2013. — V. 45.

107. Lisunov K. Magnetic and transport properties of II-V diluted magnetic semiconductors doped with manganese and nickel [Текст] / K. Lisunov - Lappeenranta University of Technology, 2009.

108. Mott N.F. Electronic Processes in Non-Crystalline Materials [Текст] / N.F. Mott, E.A. Davis — Oxford : Oxford University Press, 1971. — V. 14.

109. Гантмахер В. Электроны в неупорядоченных средах [Текст] / В. Гантмахер — Litres, 2022.

110. Kraus W. Windows version of PowderCell 1.0, a program for manipulation of crystal structures and calculation of the corresponding powder diffraction patterns [Текст] / W. Kraus, G. Nolze // J. Appl. Crystallogr. — 1996. — V. 29. — P. 301.

111. Риль А.И. ФАЗОВЫЕ РАВНОВЕСИЯ В ТРОЙНОЙ СИСТЕМЕ CdAs 2-Cd 3 As 2-MnAs [Текст] / А.И. Риль, И.В. Федорченко, С.Ф. Маренкин, А.В. Кочура, А.Е. Кузько // Журнал неорганической химии. — 2017. — Т. 62, №. 7. — С. 977-987.

112. Allmann R. The introduction of structure types into the Inorganic Crystal Structure Database ICSD [Текст] / R. Allmann, R. Hinek // Foundations of Crystallography. — 2007. — V. 63, No. 5. — P. 412-417.

113. Volodina G.F. Crystal Structure of a'''- (Zn^ Cdx)3As2 (x = 0.26) [Текст] /

G.F. Volodina, V.S. Zakhvalinskii, V.K Kravtsov // Crystallography Reports. — 2013. — V. 58. — P. 563-567.

114. Zakhvalinskii V.S. Mixed conductivity analysis of single crystals of a//x-(Cd1-xZnx)3As2 (x = 0.45) [Текст] / V.S. Zakhvalinskii, T.B. Nikulicheva, A.V. Kochura, E. Lahderanta, M. Shakhov, A.S. Kubankin, M. Sukhov, M.N. Yaprintsev, A.A. Morocho // AIP Advances. — 2021. — V. 11, No. 3. — P. 035028.

115. Ril A.I. Phase equilibria in the CdAs 2-Cd 3 As 2-MnAs ternary system [Текст] / A.I. Ril, I.V. Fedorchenko, S.F. Marenkin, A.V. Kochura, A.E. Kuzko // Russian Journal of Inorganic Chemistry. — 2017. — V. 62. — P. 976-986.

116. Marenkin S.F. Formation of the a"-phase and study of the solubility of Mn in Cd3As2 [Текст] / S.F. Marenkin, V.V. Volkov, L.N. Oveshnikov, V.V. Kozlov // Journal of Alloys and Compounds. — 2022. — V. 892. — P. 162082.

117. Bodnar J. Proc. III Conf. Narrow-Gap Semiconductors [Текст] / J. Bodnar // Polish Scientific Publishers, Warsaw. — 1977 — P. 311.

118. Singh M. Topological nature of large bulk band gap materials Sr3Bi2 and Ca3Bi2 [Текст] / M. Singh, R. Kumar, S. Srivastava, T. Kumar // Physica Scripta. — 2023. — V. 98, No. 3. — P. 035813.

119. Li C.Z. Two-carrier transport induced Hall anomaly and large tunable magnetoresistance in Dirac semimetal Cd3As2 nanoplates [Текст] / C.Z. Li, J.G. Li, L.X. Wang, L. Zhang, J.M. Zhang, D. Yu, Z.M. Liao // ACS nano. — 2016. — V. 10, No. 6. — P. 6020-6028.

120. Chen Y.L. Massive Dirac fermion on the surface of a magnetically doped topological insulator [Текст] / Y.L. Chen, J.H. Chu, J.G. Analytis, Z.K. Liu, K. Igarashi,

H.H. Kuo, X.L. Qi, S.K. Mo, R.G. Moore, D.H. Lu, M. Hashimoto, T. Sasagawa, S.C. Zhang, I.R. Fisher, Z. Hussain, Z.X. Shen // Science. — 2010. — V. 329, No. 5992. — P. 659-662.

121. Шикин А.М. Природа открытия и модификации дираковской щели в аксионном антиферромагнитном топологическом изоляторе MnBi _2 Te _4

[Текст] / А.М. Шишкин // Физика твердого тела. — 2020. — Т. 62, №. 8. — С. 1293-1301.

122. Pariari A. Tuning the scattering mechanism in the three-dimensional Dirac semimetal Cd 3 As 2 [Текст] / A. Pariari, N. Khan, R. Singha, B. Satpati, P. Mandal // Physical Review B. — 2016. — V. 94, No. 16. — P. 165139.

123. Цидильковский И.М. Зонная структура полупроводников [Текст] / И.М. Цидильковский // — Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1978.

124. Laiho R. Shubnikov-de Haas effect in thermally annealed (Cd1- x-yZnxMny) 3As2 [Текст] / R. Laiho, E. Lahderanta, K.G. Lisunov, V.N. Stamov, V.S. Zakhvalinskii // Journal of Physics and Chemistry of Solids. — 1997. — V. 58, No. 5. — P. 717-724.

125. Laiho R. Shubnikov-de Haas Effect in (Cd1- x- yZnxMny) 3As2 under Pressure [Текст] / R. Laiho, K.G. Lisunov, M.L. Shubnikov, V.N. Stamov, V.S. Zakhvalinskii //Physica status solidi (b). — 1996. — V. 198, No. 1. — P. 135-141.

126. Lawson B.J. Quantum oscillations in the topological superconductor candidate Cu 0.25 Bi 2 Se 3 [Текст] / B.J. Lawson, Y.S. Hor, L. Li // Physical Review Letters. — 2012. — V. 109, No. 22. — P. 226406.

127. Xiang Z.J. Angular-dependent phase factor of Shubnikov-de Haas oscillations in the Dirac semimetal Cd 3 As 2 [Текст] / Z.J. Xiang, D. Zhao, Z. Jin, C. Shang, L.K. Ma, G.J. Ye, B. Lei, T. Wu, Z.C. Xia, X.H. Chen // /Physical review letters. — 2015. — V. 115, No. 22. — P. 226401.

128. Grundmann M. The Physics of Semiconductors. Graduate Texts in Physics [Текст] / M. Grundmann // Springer Berlin Heidelberg, 2021. — P. 989: 255-265.

129. Редько Н.А. Квантовые осцилляции сопротивления и коэффициента Холла и квантовый предел в сплавах Bi 0.93 Sb 0.07 в магнитном поле вдоль тригональной оси [Текст] / Н.А. Редько, В.Д. Каган, М.П. Волков // Физика твердого тела. — 2011. — Т. 53, №. 9. — С. 1718-1726.

130. Tran T.T. High hole mobility and non-localized states in amorphous germanium [Текст] / T.T. Tran, J. Wong-Leung, L.A.z Smillie, A. Hallen // APL Materials. — 2023. — V. 11, No. 4. — P. 041115.

131. Ravich Y.I. Hopping conduction via strongly localized impurity states of indium in PbTe and its solid solutions [Текст] / Y.I. Ravich, S.A. Nemov // Semiconductors. — 2002. — V. 36. — P. 1-20.