СИНТЕЗ ТА ВИРОЩУВАННЯ МОНОКРИСТАЛІВ ТВЕРДИХ РОЗЧИНІВ У СИСТЕМІ Ag6PS5І–Ag7SiS5І

Анотація

Монокристалічні матеріали становлять основу сучасної високотехнологічної індустрії, виступаючи у якості робочих елементів у критично важливих системах. Фізичні властивості монокристалів, які є наслідком їхньої впорядкованої структури, роблять їх незамінними для застосувань, де ключовою є анізотропія властивостей або мінімізація дефектів, таких як границі зерен. Розвиток твердотільної іоніки вимагає створення твердих електролітів, здатних забезпечувати високу рухливість катіонів при кімнатній температурі. У цьому контексті срібловмісні аргіродити постають як один із перспективних класів інноваційних матеріалів. Для дослідження обрано сполуки Ag₆PS₅I та Ag₇SiS₅I, що кристалізуються у ПГ F–43m з близькими параметрами гратки. Синтез сплавів твердих розчинів складу Ag_7-xP_xSi_1-xS₅I (x = 0.25; 0.50; 0.75) проводили методом однотемперного синтезу з вихідних Ag₆PS₅I та Ag₇SiS₅I. Для встановлення температурного режиму вирощування монокристалів твердих розчинів Ag_7-xP_xSi_1-xS₅I використано діаграму стану системи Ag₆PS₅I – Ag₇SiS₅I. Вирощування кристалів здійснено методом вертикальної зонної кристалізації з розчину-розплаву. В результаті одержано монокристали Ag_7-xP_xSi_1-xS₅I (x = 0.25; 0.50; 0.75) розміром d = 12 мм та l = 30 мм. Методом Рітвельда встановлено кристалічну будову твердих розчинів. Встановлено, що монокристали твердих розчинів Ag_7-xP_xSi_1-xS₅I кристалізуються у ПГ F-43m і є ізоструктурними до вихідних тетрарних сполук. Концентраційна зміна параметрів решітки вирощених твердих розчинів є лінійною. Гетеровалентне катіонне P⁺⁵↔Si⁺⁴ заміщення відбувається за механізмом компенсації заряду P⁺⁵+□↔Si⁺⁴ + Ag⁺, що призводить до утворення позицій Ag з частковим коефіцієнтом заповнення.