СКЛОУТВОРЕННЯ В КВАЗІПОТРІЙНИХ СИСТЕМАХ AІ2S–ВIVS2–P2S5 (АI – Cu, Ag; ВIV – Ge, Sn)
DOI:
https://doi.org/10.24144/2414-0260.2020.2.41-44Ключові слова:
склоутворення, халькогеніди, рентгенофазовий аналізАнотація
Методом рентгенофазового аналізу зразків встановлено межі областей склоутворення квазіпотрійних систем AІ2S–ВIVS2–P2S5 (АI – Cu, Ag; ВIV – Ge, Sn). Сполука GеS2 може існувати у склоподібному стані, тому саме германій дисульфід виступає склоутворювачем у квазіпотрійних системах.
Склоподібні напівпровідникові сплави синтезували однотемпературним методом з елементарних речовин міді (99,99 мас.%), срібла (99,99 мас.%), германію (99,9999 мас.%), олова (99,999 мас.%), червоного фосфору (99,998 мас.%) та сірки (99,997 мас.%). Максимальна температура синтезу становила 1173 К з наступним гартуванням ампул у насичений розчин натрій хлориду з подрібненим льодом. Стекла з великим вмістом фосфору легко гідролізують під дією вологи повітря.
Дифрактограми отримували на дифрактометрі ДРОН 4-13, CuKα-випромінювання, діапазон кутів 2θ=1050°, крок 0,05º, час експозиції 2 с. Аморфність отриманого злитку контролювали візуально по характерному для скла зломі та за допомогою даних досліджень рентгенофазового аналізу. На всіх дифрактограмах склоподібних зразків спостерігалися «галло», наявність яких свідчить про відсутність дальнього порядку в структурі сплаву.
В досліджуваних германійвмісних системах АI2S–GеS2–P2S5 існують неперервні смуги склоутворення на сторонах GeS2–P2S5. Отримані стекла були прозорими жовто-червоного кольору зі зламом характерним для скла. Головним чинником є схильність GeS2 та P2S5 до склоутворення. У системі Cu2S–GеS2 виявлено, що всі зразки полікристалічного характеру. По перерізу Ag2S–GeS2 у склоподібному стані отримуємо GeS2 i Ag2GeS3. Максимальний вміст Cu2S, що входять до складу скла у системі Сu2S–GеS2–P2S5, становить 10 мол.%. У системі Ag2S–GеS2–P2S5 встановлено, що вміст Ag2S, що входять до складу скла, становить 70 мол.%.
В станумвмісних системах області склоутворення значно менші порівняно з аналогічними германійвмісними, що пов’язано з посиленням металічного складника хімічного зв’язку при зміні GeS2 на SnS2. В квазіпотрійній системі Сu2S–SnS2–P2S5 спостерігаємо дві області склоутворення, які знаходяться на стороні SnS2–P2S5\: одна в області 5–15 мол.% P2S5, включаючи при цьому приблизно 5 мол.% Cu2S, інша – 35–65 мол.% P2S5, максимальний вміст Cu2S становить 10 мол.%. Квазіпотрійна система Ag2S–SnS2–P2S5 характеризується також двома областями склоутворення на перерізі SnS2–P2S5: одна в області 5–15 мол.% P2S5, інша – 35–65 мол.% P2S5.Посилання
Abrikosov N.H., Bankina V.F., Poretskaya L.V., Skudnova E.V., Chizhevskaya S.N. Poluprovodnikovye halkogenidy i splavy [Semiconductor Chalcogenides and Their Alloys]. Moscow: Nauka Publ., 1975. S. 219 (in Russ.).
Shemet V.Ya., Sadovska Yu.V. Chalcogenides in modern Material Science. Science Notes. 2014, 44, 291–295 (in Russ.).
Kamitsos E.I., Kapoutsis J.A., Chryssikos G.D., Taillades G., Pradel A., Ribes M. Structure and Optical Conductivity of Silver Thiogermanate Glasses. J. Solid State Chem. 1994, 112(2), 255–261. Doi: 10.1006/jssc.1994.1301.
El Mkami H., Deroide B., Zanchetta J.V., Rumori P., Abidi N. Electron paramagnetic resonance study of Mn2+ and Cu2+ spin probes in (Ag2S)x(GeS2)1–x glasses. J. Non-Cryst. Solids. 1996, 208(1-2), 21–28. Doi: 10.1016/S0022-3093(96)00509-1.
Kovach S.K., Kohan A.P., Voroshilov Yu.V. Elektrohimicheskoe povedenie Ag8GeS6 и Ag8GeSe6. Ukr. him. zhurn. 1993, 59(4), 395–398 (in Russ.).
Klymuk T.L., Mazurets I.I., Olekseiuk I.D. Oblast skloutvorennia v systemakh Ag2S–Ga2S3–P2S5 and Ag2S–In2S3–P2S5. VІІ international conference «Relaxed, nonlinear and acoustic optical processes; materials – growth and optical properties». Lutsk–Lake, “Svityaz”. 2014 (in Ukr.).
Vinogradova G.Z., Maysashvili N.G. Study of areas of glass formation in phosphorus-containing chalcogenide systems. Journal of Inorgan. Chemistry. 1979, 24(4), 1116–1117 (in Russ.).
Hilton A. R., Jones C. E., Brau M. Nonoxide IVA–VA–VIA chalcogenide glasses. I Glass-forming regions and variations in physical properties. Phys. and Chem. Glasses. 1996, 7(4), 105–112.
