CdSe在高压下的电学性质及相变

贺春元; 高春晓; 李明; 郝爱民; 黄晓伟; 于翠铃; 张冬梅; 王月; 邹广田

doi:10.11858/gywlxb.2008.01.009

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CdSe在高压下的电学性质及相变

贺春元 , 高春晓 , 李明 , 郝爱民 , 黄晓伟 , 于翠铃 , 张冬梅 , 王月 , 邹广田

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CdSe在高压下的电学性质及相变

1.
河南理工大学物理化学系，河南焦作 454000；
2.
吉林大学超硬材料国家重点实验室，吉林长春 130012

通讯作者: 高春晓;

Electrical Property and Phase Transition of CdSe under High Pressure

1.
Department of Physics and Chemistry, Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454000, China;
2.
State Key Laboratory for Superhard Materials, Institute of Atomic and Molecular Physics, Jilin University, Changchun 130012, China

Corresponding author: GAO Chun-Xiao

摘要: 利用在金刚石压砧上集成的微电路，原位测量了CdSe多晶粉末在温度为300~450 K、压力达到23 GPa时电阻率随温度和压力的变化关系。实验结果表明：在加压过程中，电阻率在2.6 GPa压力时出现的异常改变，对应着CdSe从纤锌矿向岩盐矿结构的转变，而在6.0、9.8、17.0 GPa等压力处出现的电阻率异常，则是由CdSe中的电子结构的变化所引起的；在卸压过程中，只在约14.0和3.0 GPa压力下观察到了两个电阻率异常点。通过对电阻率随压力变化曲线的模拟，得出了CdSe高压相的带隙随压力的变化关系，据此预测CdSe金属化的压力应在70~100 GPa之间。变温实验结果表明，在实验的温度和压力范围内，CdSe的电阻率均随温度的增加而升高。
- 高压 /
- 原位电阻率测量 /
- 结构相变 /
- 金属化
Abstract: The electrical resistivity of powdered CdSe has been measured at 300～450 K and pressure up to 23 GPa using fabricating microcircuit on a diamond anvil. It is found that during loading the pressure dependence of the electrical resistivity shows anomaly at about 2.6 GPa, corresponding to the structure transition of CdSe from wurtzite to rock-salt structure. While the anomalies observed at 6.0 GPa, 9.8 GPa and 17.0 GPa are due to the electronic structure transitions. During unloading two extra anomalies can be detected which happen at 14.0 GPa and 3.0 GPa, respectively. By fitting to the curve of pressure dependence of electrical resistivity the pressure dependence of band gap of CdSe high pressure phase has been obtained. The pressure of metallization of CdSe can be predicted to happen in the pressure range of 70～100 GPa. The elevated experiment results indicate that the electrical resistivity of CdSe increases with increasing temperature in the measured pressure and temperature range.
- high pressure /
- in-situ resistivity measurement /
- structure transition /
- metallization

[1]	Edwards A L, Drickamer H G. Effect of Pressure on the Absorption Edges of Some Ⅲ-Ⅴ, Ⅱ-Ⅵ, and Ⅰ-Ⅶ Compounds [J]. Phys Rev, 1961, 122: 1149.
[2]	Minomura S, Samara G A, Drickamer H G. Temperature Coefficient of Resistance of the High Pressure Phases of Si, Ge, and Some III-V and II-VI Compounds [J]. J Appl Phys, 1962, 33: 3196.
[3]	Jayaraman A, Klement W Jr, Kennedy G C. Melting and Polymorphic Transitions for Some Group Ⅱ-Ⅵ Compounds at High Pressures [J]. Phys Rev, 1963, 130: 2277.
[4]	Cline C F, Stephens D R. Volume Compressibility of BeO and Other Ⅱ-Ⅵ Compounds [J]. J Appl Phys, 1965, 36: 2869.
[5]	Onodera A. Rev Phys Chem Japan, 1969, 32: 65.
[6]	Yu W C, Gielisse P J. High Pressure Polymorphism in CdS, CdSe and CdTe [J]. Mat Res Bull, 1971, 6: 621.
[7]	Mei J R, Lemos V. Photoluminescence on CdSe and CdTe under Hydrostatic Pressure [J]. Solid State Comm, 1984, 52: 785.
[8]	Al'fer S A, Skums V F. Electrical Resistance of CdSe and CdTe at Elevated Temperatures and Pressures [J]. Inorg Mater, 2001, 37: 1237
[9]	Nelmes R J, McMahon M I. Semiconductors and Semimetals [M]. New York: Academic Press, 1998: 145.
[10]	Tsidilk'kovskii I M, Shchennikov V V, Gluzman N G. Semiconductor-Metal Transition in Hg1-xCdxSe Crystals under Pressure [J]. Sov Phys Solid State, 1985, 27: 269.
[11]	Ignatchenko O A, Babushkin A N. Electrical Conductivity and Thermoelectric Power of a High-Pressure Phase of Cadmium Selenide in the Region of a Probable Semiconductor-Metal Transition [J]. Phys Solid State, 1993, 35: 1109.
[12]	Zakharov O, Rubio A, Cohen M L. Calculated Structural and Electronic Properties of CdSe under Pressure [J]. Phys Rev B, 1995, 51: 4926.
[13]	Han Y H, Gao C X. Integrated Microcircuit on a Diamond Anvil for High-Pressure Electrical Resistivity Measurement [J]. Appl Phys Lett, 2005, 86: 064104.
[14]	Han Y H, Gao C X. Exploring Pressure-Induced Phase Transitions of C3N4 with Graphite Structure by Electrical Resistance Measurements [J]. Carbon, 2005, 431: 084-1114.
[15]	Han Y H, Luo J F. In-Situ Resistivity Measurement of ZnS in Diamond Anvil Cell under High Pressure [J]. Chin Phys Lett, 2005, 22: 927.

[1]	吴刚 , 黄晓丽 , 李鑫 , 黄艳萍 , 刘明坤 , 崔田 . 第二主族氢化物的高压研究. 高压物理学报, 2017, 31(6): 682-691. doi: 10.11858/gywlxb.2017.06.002
[2]	潘跃武 , 于杰 , 崔启良 , 高春晓 , 邹广田 , 刘景 . 不同粒径纳米晶硫化锌的高压结构相变研究. 高压物理学报, 2007, 21(1): 29-34 . doi: 10.11858/gywlxb.2007.01.005
[3]	何运鸿 , 田雨 , 赵慧芳 , 姜峰 , 谭大勇 , 肖万生 . 高氯酸钠高压相变的拉曼光谱证据. 高压物理学报, 2018, 32(4): 041201-1-041201-9. doi: 10.11858/gywlxb.20180543
[4]	李雪飞 , 马艳梅 , 沈龙海 , 张剑 , 类伟巍 , 刘伟 , 邹广田 . 石墨相C3N4压致结构相变研究. 高压物理学报, 2010, 24(1): 67-70 . doi: 10.11858/gywlxb.2010.01.012
[5]	韩杰 , 邹广田 , 崔田 . Ba3Bi3Ti4NbO18的压致结构相变. 高压物理学报, 1999, 13(1): 34-36 . doi: 10.11858/gywlxb.1999.01.006
[6]	芶清泉 . 金属氢的高压合成机理. 高压物理学报, 1987, 1(1): 3-6 . doi: 10.11858/gywlxb.1987.01.001
[7]	王佐成 , 车立新 , 李岩 , 崔田 , 张淼 , 牛英利 , 马琰铭 , 邹广田 . 高压下岩盐矿和单斜结构AgCl的电子行为. 高压物理学报, 2007, 21(3): 225-230 . doi: 10.11858/gywlxb.2007.03.001
[8]	金恩姬 , 姚立德 , 王菲菲 , 沈希 , 游淑洁 , 杨留响 , 蒋升 , 李延春 , 朱恪 , 刘玉龙 , 等 . 高压下ZnSe 纳米带的结构相变及拉曼散射研究. 高压物理学报, 2009, 23(4): 241-246 . doi: 10.11858/gywlxb.2009.04.001
[9]	陈良辰 , 张芝婷 , 车荣钲 , 俞汀南 , 李凤英 , 顾惠成 , 徐丽雯 , 王积方 . 超高压下碘的结构相变. 高压物理学报, 1993, 7(2): 123-126 . doi: 10.11858/gywlxb.1993.02.007
[10]	耿华运 , 孙毅 . 氢的高压奇异结构与金属化. 高压物理学报, 2018, 32(2): 020101-1-020101-12. doi: 10.11858/gywlxb.20170674
[11]	李全 , 马琰铭 . 典型双原子分子晶体的高压解离和单原子相. 高压物理学报, 2013, 27(3): 313-324. doi: 10.11858/gywlxb.2013.03.001
[12]	刘金芳 , 吴希俊 , 许国良 , 周宇松 , 李冰寒 . 固结压强对纳米PbF2的相变和离子电导率的影响. 高压物理学报, 2000, 14(1): 16-21 . doi: 10.11858/gywlxb.2000.01.003
[13]	刘宏建 , 王一峰 , 杨景海 , 李莉萍 , 苏文辉 , 关中素 , 于宝贵 . 高温高压合成的SrSiO3:Eu3+Bi3+的结构及其对发光特性的影响. 高压物理学报, 1990, 4(4): 284-290 . doi: 10.11858/gywlxb.1990.04.008
[14]	赵旭 , 禹日成 , 李凤英 , 刘振兴 , 鲍忠兴 , 唐贵德 , 刘景 , 靳常青 . 高压下Sr2FeMoxNb1-xO6 (x=0, 0.3)的电学性质和结构稳定性. 高压物理学报, 2003, 17(4): 301-304 . doi: 10.11858/gywlxb.2003.04.010
[15]	赵永年 , 刘振先 , 崔启良 , 徐义秋 , 樊玉国 , 邹广田 . MnF2的高压Raman光谱研究. 高压物理学报, 1990, 4(1): 1-6 . doi: 10.11858/gywlxb.1990.01.001
[16]	任晓光 , 崔雪菡 , 吴宝嘉 , 顾广瑞 . 高压下金属间化合物CaAlSi的电子结构和晶格动力学性质. 高压物理学报, 2014, 28(2): 161-167. doi: 10.11858/gywlxb.2014.02.005
[17]	杨景海 , 王一峰 , 刘宏建 , 苏文辉 , 李彬 , 欧阳昌俊 , 幸志明 . 硅酸锶掺Er3+的高压合成及发光特性. 高压物理学报, 1989, 3(3): 198-202 . doi: 10.11858/gywlxb.1989.03.004
[18]	孙磊 , 罗坤 , 刘兵 , 韩俏怡 , 王小雨 , 梁子太 , 赵智胜 . 金属性硅同素异形体的第一性原理研究. 高压物理学报, 2019, 33(2): 020103-1-020103-8. doi: 10.11858/gywlxb.20190705
[19]	王克钢 , 董连科 , 龙期威 . 结构相变的规范场理论. 高压物理学报, 1988, 2(2): 131-136 . doi: 10.11858/gywlxb.1988.02.006
[20]	杨景海 , 姚斌 , 刘宏建 , 耿义志 , 苏文辉 , 张巨元 . 天然及合成的硅灰石的高压研究. 高压物理学报, 1994, 8(3): 237-240 . doi: 10.11858/gywlxb.1994.03.013

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CdSe在高压下的电学性质及相变

通讯作者: 高春晓;

1. 河南理工大学物理化学系，河南焦作 454000；
2. 吉林大学超硬材料国家重点实验室，吉林长春 130012

收稿日期: 2007-02-26
录用日期: 2007-05-28
网络出版日期: 2008-03-05

关键词:

摘要: 利用在金刚石压砧上集成的微电路，原位测量了CdSe多晶粉末在温度为300~450 K、压力达到23 GPa时电阻率随温度和压力的变化关系。实验结果表明：在加压过程中，电阻率在2.6 GPa压力时出现的异常改变，对应着CdSe从纤锌矿向岩盐矿结构的转变，而在6.0、9.8、17.0 GPa等压力处出现的电阻率异常，则是由CdSe中的电子结构的变化所引起的；在卸压过程中，只在约14.0和3.0 GPa压力下观察到了两个电阻率异常点。通过对电阻率随压力变化曲线的模拟，得出了CdSe高压相的带隙随压力的变化关系，据此预测CdSe金属化的压力应在70~100 GPa之间。变温实验结果表明，在实验的温度和压力范围内，CdSe的电阻率均随温度的增加而升高。