Skip to main content
Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics 9/2018

10.02.2018

AC conductivity and dielectric relaxation properties of bulk TlInSe2 prepared from single crystal

verfasst von: A. A. Attia, M. A. M. Seyam, S. S. Nemr

Erschienen in: Journal of Materials Science: Materials in Electronics | Ausgabe 9/2018

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

The dependence of AC conductivity and dielectric properties on the frequency and temperature for TlInSe2 in pellet form obtained from TlInSe2 single crystal were studied in the frequency range of 42 Hz–5 MHz and temperature range of 294–393 K. The structure of TlInSe2 in powder form was examined using X-ray diffraction. TlInSe2 at room temperature was found to be tetragonal system with lattice parameters of a = 8.063 Å and c = 6.827 Å. The structural parameters, such as crystallite size D, micro strain ε, dislocation density δ, and unit cell parameters were determined from XRD spectra. The AC conductivity of the TlInSe2 was found to obey the power law, i.e. \({\sigma }_{ac}\left(\omega \right)= A{\omega }^{s}\). AC conductivity of TlInSe2 was dominated by the correlated barrier hopping (CBH) model. The obtained activation energy values of the AC conductivity have confirmed that the hopping conduction is the dominant one. Where, a decrease in these values has noticed with the increase in frequency. The density of localized states \(N\left({E}_{F}\right)\) close to Fermi level for TlInSe2 was obtained in the range of 1.02–2.8 × 1019 eV−1 cm−3 for various temperatures and frequency. The frequencies corresponding to maxima of the imaginary electric modulus at different temperatures were found to satisfy an Arrhenius law with activation energy ER of 0.32 eV. A decrease in the relaxation time τ was observed with the increase in temperature. The average hopping distance R and the average time of charge carrier hoping between localized states t were found in the range of 6.10–11.95 nm and 2 × 10−7–2.4 × 10−2 s respectively, for the investigated range of frequency and the value of the binding energy Wm was 0.52 eV. The dielectric relaxation mechanism was also explained by the Cole–Cole types.

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Literatur
1.
Zurück zum Zitat A.T. Nagat, S.E. Al Garni, F.S. Bahabri, G. Attia, S.R. AlHardi, A.A. Al Ghamdi, JKAU 21, 13 (2009) A.T. Nagat, S.E. Al Garni, F.S. Bahabri, G. Attia, S.R. AlHardi, A.A. Al Ghamdi, JKAU 21, 13 (2009)
2.
Zurück zum Zitat V. Grivickas, V. Bikbajevas, V. Gavriusinas, J. Linnros, Mater. Sci. 12, 279 (2006) V. Grivickas, V. Bikbajevas, V. Gavriusinas, J. Linnros, Mater. Sci. 12, 279 (2006)
3.
Zurück zum Zitat H.A. Elshaikh, Cryst. Res. Technol. 31, 903 (1996) H.A. Elshaikh, Cryst. Res. Technol. 31, 903 (1996)
4.
Zurück zum Zitat K. Mimura, T. Nogami, K. Abe, K. Wakita, M. Arita, N. Mamedov, G. Orudzhev, H. Namatame, M. Taniguchi, Y. Tagchi, K. Ichikawa, Jpn. J. Appl. Phys. 47, 8188 (2008) K. Mimura, T. Nogami, K. Abe, K. Wakita, M. Arita, N. Mamedov, G. Orudzhev, H. Namatame, M. Taniguchi, Y. Tagchi, K. Ichikawa, Jpn. J. Appl. Phys. 47, 8188 (2008)
5.
Zurück zum Zitat A.G. Abdullaev, K.R. Allakhverdiev, T.D. Ibragimov, R.M. Sardarly, Phys. Status Solidi 128, 401 (2006) A.G. Abdullaev, K.R. Allakhverdiev, T.D. Ibragimov, R.M. Sardarly, Phys. Status Solidi 128, 401 (2006)
6.
Zurück zum Zitat N. Mamedov, K. Wakita, S. Akita, Y. Nakayama, Jpn. J. Appl. Phys. 44, 709 (2005) N. Mamedov, K. Wakita, S. Akita, Y. Nakayama, Jpn. J. Appl. Phys. 44, 709 (2005)
7.
Zurück zum Zitat N.M. Gasanly, H. Ozkan, M. Tas, Cryst. Res. Technol. 35, 185 (2000) N.M. Gasanly, H. Ozkan, M. Tas, Cryst. Res. Technol. 35, 185 (2000)
8.
Zurück zum Zitat A.F. Qasrawi, N.M. Gasanly, J. Phys. 21, 115801 (2009) A.F. Qasrawi, N.M. Gasanly, J. Phys. 21, 115801 (2009)
9.
Zurück zum Zitat I.V. Alekseev, Instrumental and Experimental Techniques (Wiley, New York, 2008) I.V. Alekseev, Instrumental and Experimental Techniques (Wiley, New York, 2008)
10.
Zurück zum Zitat A.F. Qasrawi, F.G. Aljammal, N.M. Taleb, N.M. Gasanly, Phys. B 406, 2740 (2011) A.F. Qasrawi, F.G. Aljammal, N.M. Taleb, N.M. Gasanly, Phys. B 406, 2740 (2011)
11.
Zurück zum Zitat K.K.K. Mamedov, A.M. Abdullaev, E.M. Kekimova, Phys. Status Solidi 94, 115 (1986) K.K.K. Mamedov, A.M. Abdullaev, E.M. Kekimova, Phys. Status Solidi 94, 115 (1986)
12.
Zurück zum Zitat I. Samaras, K. Kambas, C. Julien, Mater. Res. Bull. 25, 1 (1990) I. Samaras, K. Kambas, C. Julien, Mater. Res. Bull. 25, 1 (1990)
13.
Zurück zum Zitat S.N. Mustafaeva, V.A. Ramazanzade, M.M. Asadov, Mater. Chem. Phys. 40, 142 (1995) S.N. Mustafaeva, V.A. Ramazanzade, M.M. Asadov, Mater. Chem. Phys. 40, 142 (1995)
14.
Zurück zum Zitat N. Mamedov, K. Wakita, A. Ashida, T. Matsi, K. Morii, Thin Solid Films 499, 275 (2006) N. Mamedov, K. Wakita, A. Ashida, T. Matsi, K. Morii, Thin Solid Films 499, 275 (2006)
15.
Zurück zum Zitat D. Muller, G. Eulenberger, H. Hahn, Z. Anorg. Allg. Chem. 398, 207 (1973) D. Muller, G. Eulenberger, H. Hahn, Z. Anorg. Allg. Chem. 398, 207 (1973)
16.
Zurück zum Zitat J. Banys, T.R. Wondre, G. Guseinov, Mater. Lett. 9, 269 (1990) J. Banys, T.R. Wondre, G. Guseinov, Mater. Lett. 9, 269 (1990)
17.
Zurück zum Zitat A.A. Ebnalwaled, R.H. Al-Orainy, Appl Phys A 112, 955 (2013) A.A. Ebnalwaled, R.H. Al-Orainy, Appl Phys A 112, 955 (2013)
18.
Zurück zum Zitat A.U. Sheleg, V.G. Hurtavy, S.N. Mustafaeva, E.M. Kerimova, Phys. Solid State 53, 472 (2011) A.U. Sheleg, V.G. Hurtavy, S.N. Mustafaeva, E.M. Kerimova, Phys. Solid State 53, 472 (2011)
19.
Zurück zum Zitat A. Shwani, K. Sharma, K.L. Bhatia, J. Non-Cryst. Solids 109, 95 (1989) A. Shwani, K. Sharma, K.L. Bhatia, J. Non-Cryst. Solids 109, 95 (1989)
20.
Zurück zum Zitat M. Pollak, Philos. Magn. 23, 519 (1971) M. Pollak, Philos. Magn. 23, 519 (1971)
21.
Zurück zum Zitat A. Ghosh, J. Phys. Rev. B 42, 5665 (1990) A. Ghosh, J. Phys. Rev. B 42, 5665 (1990)
22.
Zurück zum Zitat M. Pollak, G.E. Pike, Phys. Rev. Lett. 28, 1449 (1972) M. Pollak, G.E. Pike, Phys. Rev. Lett. 28, 1449 (1972)
23.
Zurück zum Zitat X. Le Cleac’h, J. Phys. 40, 417 (1979) X. Le Cleac’h, J. Phys. 40, 417 (1979)
24.
Zurück zum Zitat S.R. Elliott, Philos. Magn. B 36, 1291 (1977) S.R. Elliott, Philos. Magn. B 36, 1291 (1977)
25.
Zurück zum Zitat K. Shimakawa, Philos. Magn. B 46, 123 (1982) K. Shimakawa, Philos. Magn. B 46, 123 (1982)
26.
Zurück zum Zitat G.D. Guseinov, E. Mooser, E.M. Kerimova, R.S. Gamidov, I.V. Alekseev, M.Z. Ismailov, Phys. Status Solidi 34, 33 (1969) G.D. Guseinov, E. Mooser, E.M. Kerimova, R.S. Gamidov, I.V. Alekseev, M.Z. Ismailov, Phys. Status Solidi 34, 33 (1969)
27.
Zurück zum Zitat H.M. Abdelmoneim, Indian J. Pure Appl. Phys. 48, 562 (2010) H.M. Abdelmoneim, Indian J. Pure Appl. Phys. 48, 562 (2010)
28.
Zurück zum Zitat A. Dutta, C. Bharti, T.P. Sinha, Indian J. Eng. Mater. Sci. 15, 181 (2008) A. Dutta, C. Bharti, T.P. Sinha, Indian J. Eng. Mater. Sci. 15, 181 (2008)
29.
Zurück zum Zitat J.P. Enriquez, N.R. Mathews, G.P. Hernands, X. Mathewo, Mater. Chem. Phys. 142, 432 (2013) J.P. Enriquez, N.R. Mathews, G.P. Hernands, X. Mathewo, Mater. Chem. Phys. 142, 432 (2013)
30.
Zurück zum Zitat V.D. Mote, Y. Purushotham, B.N. Dole, J. Theor. Appl. Phys. 6, 6 (2012) V.D. Mote, Y. Purushotham, B.N. Dole, J. Theor. Appl. Phys. 6, 6 (2012)
31.
Zurück zum Zitat S. Anwar, M. Pattanaik, B.K. Mishra, S. Anwar, Mater. Sci. Semicond. Process. 34, 45 (2015) S. Anwar, M. Pattanaik, B.K. Mishra, S. Anwar, Mater. Sci. Semicond. Process. 34, 45 (2015)
32.
Zurück zum Zitat E. Lifshim, X-ray Characterization of Materials (Wiley, New York 1999) E. Lifshim, X-ray Characterization of Materials (Wiley, New York 1999)
33.
Zurück zum Zitat E. Ouachtari, A. Kmili, S.B. Eldrissi, A. Bouaoud, H. Erguig, P. Elies, I. Mod. Phys. 2, 1073 (2001) E. Ouachtari, A. Kmili, S.B. Eldrissi, A. Bouaoud, H. Erguig, P. Elies, I. Mod. Phys. 2, 1073 (2001)
34.
Zurück zum Zitat S.R. Elliott, Adv. Phys. 36, 135 (1987) S.R. Elliott, Adv. Phys. 36, 135 (1987)
35.
Zurück zum Zitat M.A. Ahmed, U. Seddik, N.G. Imam, World J. Condens. Matter Phys. 2, 66 (2012) M.A. Ahmed, U. Seddik, N.G. Imam, World J. Condens. Matter Phys. 2, 66 (2012)
36.
Zurück zum Zitat M.A. Ahmed, N. Okasha, R.M. Kershi, J. Magn. Magn. Mater. 321, 3967 (2009) M.A. Ahmed, N. Okasha, R.M. Kershi, J. Magn. Magn. Mater. 321, 3967 (2009)
37.
Zurück zum Zitat S.R. Elliott, Solid State Commun. 28, 939 (1978) S.R. Elliott, Solid State Commun. 28, 939 (1978)
38.
Zurück zum Zitat F. Yakuphanoglu, I.S. Yahia, B.F. Senkal, G.B. Sakr, W.A. Farooq, Synth. Met. 161, 817 (2011) F. Yakuphanoglu, I.S. Yahia, B.F. Senkal, G.B. Sakr, W.A. Farooq, Synth. Met. 161, 817 (2011)
39.
Zurück zum Zitat B.K. Chaudhuri, K. Chaudhuri, K.K. Som, J. Phys. Chem. Solids 50, 1147 (1989) B.K. Chaudhuri, K. Chaudhuri, K.K. Som, J. Phys. Chem. Solids 50, 1147 (1989)
40.
Zurück zum Zitat I.G. Austin, N.F. Mott, Adv. Phys. 18, 41 (1969) I.G. Austin, N.F. Mott, Adv. Phys. 18, 41 (1969)
41.
Zurück zum Zitat S.N. Mustafeva, M.M. Asadov, K.S. Qahramanov, Semicond. Phys. Quant. Electron. Optoelectron. 10, 58 (2007) S.N. Mustafeva, M.M. Asadov, K.S. Qahramanov, Semicond. Phys. Quant. Electron. Optoelectron. 10, 58 (2007)
42.
Zurück zum Zitat N. Mustafeave, Phys. Solid State 46, 1008 (2004) N. Mustafeave, Phys. Solid State 46, 1008 (2004)
43.
Zurück zum Zitat M.M. El-Nahass, S.B. Youssef, H.A.M. Ali, A. Hassan, Eur. Phys. J. Appl. Phys. 55, 10101 (2011) M.M. El-Nahass, S.B. Youssef, H.A.M. Ali, A. Hassan, Eur. Phys. J. Appl. Phys. 55, 10101 (2011)
44.
Zurück zum Zitat S.J. Yaghmour, Eur. Phys. J. Appl. Phys. 49, 10402 (2010) S.J. Yaghmour, Eur. Phys. J. Appl. Phys. 49, 10402 (2010)
45.
Zurück zum Zitat B. Tareev, Physics of Dielectric Materials. (Mir Publishers, Moscow, 1975) B. Tareev, Physics of Dielectric Materials. (Mir Publishers, Moscow, 1975)
46.
Zurück zum Zitat R. Ayouchi, D. Leinen, F. Martin, M. Gabas, E. Dalchiele, J.R. Ramos-Barrado, Thin Solid Films 426, 68 (2003) R. Ayouchi, D. Leinen, F. Martin, M. Gabas, E. Dalchiele, J.R. Ramos-Barrado, Thin Solid Films 426, 68 (2003)
47.
Zurück zum Zitat R.K. Dixon, Phys. Rev. B 42, 8179 (1990) R.K. Dixon, Phys. Rev. B 42, 8179 (1990)
48.
Zurück zum Zitat H. Smaoui, L.F.L. Mir, H. Guermazi, S. Agnel, A. Toureille, J. Alloys Compd. 477, 316 (2009) H. Smaoui, L.F.L. Mir, H. Guermazi, S. Agnel, A. Toureille, J. Alloys Compd. 477, 316 (2009)
49.
Zurück zum Zitat A.A. Attia, H.S. Soliman, M.M. Saadeldin, K. Sawaby, Synth. Met. 205, 139 (2015) A.A. Attia, H.S. Soliman, M.M. Saadeldin, K. Sawaby, Synth. Met. 205, 139 (2015)
50.
Zurück zum Zitat A.S. Riad, M.T. Korayem, T.G. Aabdel, Malik, Phys. B 270, 140 (1999) A.S. Riad, M.T. Korayem, T.G. Aabdel, Malik, Phys. B 270, 140 (1999)
51.
Zurück zum Zitat A. Goswami, A.P. Goswami, Thin Solid Films 16, 175 (1973) A. Goswami, A.P. Goswami, Thin Solid Films 16, 175 (1973)
Metadaten
Titel
AC conductivity and dielectric relaxation properties of bulk TlInSe2 prepared from single crystal
verfasst von
A. A. Attia
M. A. M. Seyam
S. S. Nemr
Publikationsdatum
10.02.2018
Verlag
Springer US
Erschienen in
Journal of Materials Science: Materials in Electronics / Ausgabe 9/2018
Print ISSN: 0957-4522
Elektronische ISSN: 1573-482X
DOI
https://doi.org/10.1007/s10854-018-8722-z

Weitere Artikel der Ausgabe 9/2018

Journal of Materials Science: Materials in Electronics 9/2018 Zur Ausgabe

Neuer Inhalt