Научный журнал

Международный журнал прикладных и фундаментальных исследований

ISSN 1996-3955

ИФ РИНЦ = 0,593

• Авторы
• Резюме
• Файлы
• Ключевые слова
• Литература

Ильяслы Т.М. 1 Гасангулиева Ш.А. 2 Алиев И.И. 2 Шахбазов М.Г. 3

---

1 Бакинский государственный университет

2 Институт Катализа и Неорганической Химии им. М.Ф. Нагиева НАН Азербайджана

3 Азербайджанский Государственный Педагогический Университет

Методами ДТА, РФА, МСА, а также измерением микротвердости и определением плотности сплавов исследован характер взаимодействия в системe Se - CrAsSe3 и построена диаграмма состояния. Диаграмма состояния разреза Se - CrAsSe3 является частично квазибинарным сечением тройной системы Cr-As-Se. Твердые растворы на основе исходных компонентов практически не обнаружены.

Статья в формате PDF

383 KB

квазитройной

солидус

ликвидус

эвтектика

сингония

1. Ильяслы Т.М., Гасангулиева Ш.А., Велиев Дж.А Фазовые равновесия и стеклообразование в системе AsSe- MnSe // Неорган.материалы. 2011. т. 47. № 7. c.784-787.

2. Алиев И.И., Гасангулиева Ш.А., Ильяслы T.M., Новрузова Ф.А. Синтез и исследование системы AsSe-MnAs2Se4 // XV Международнoй научно-технической конф. «Наукоемкие химические технологии-2014. МГУ. 22-26 сентябр. c. 206.

3. Ильяслы Т.М., Алиев И.И., Гасангулиева Ш.А. Стеклообразование в тройной системе Сr-As-Se // İX Международное Курнаковское совещания по физико-химическому анализу. Пермском ГУ 5-9 июля 2010.c. 178.

4. Ильяслы Т.М., Гасангулиева Ш.А., Алиев И.И. Синтез и исследование системы MnAs2Se4 – MnSe2 // VI Всероссийской конференции « Физико-химические процесы в конденсированных средах на межфазных границах » ФАГРАН-2012. 15-18 октября . Воронежском ГУ. c. 329-.330.

5. Ильяслы Т.М., Гасангулиева Ш.А., Искаков Р.Г. Фазаобразование в системе As2Se3 – Cr2Se3 Х Международное Курнаковское совещание по физико-химическому анализу. Сборник трудов. Самара . 1-5 июля 2013. c. 272-274.

6. Коломиец Б.Т. Стеклообразные полупроводники. Л., 1963. 39 с.; библиогр.4 с. (Ленингр.обл.отд. общества«Знание »РСФСР, ЛДИТИ, сер. Полупроводники, вып.3 ).

7. Физико-химические свойства полупроводниковых веществ. Справочник. М.: Изд-во. « Наука » 1979. 399 c.

8. Хворестенко A.С. Халькогениды мышьяка. Обзор из серии ,,Физические и химические свойства твердого тела,,. Москва. 1972. 92 c.

9. Rader O., Pampuch C., Shikin A. M., Gudat W., Okabayashi J., Mizokawa T., Fujimori A., Hayashi T., Tanaka M., Tanaka A., Kimura A.. Resonant photoemission of Ga1-xMnxAs at the Mn Ledge // Phys. Rev. 2004. B. 69. 075202 – Published 6 February

10. Sadowski J., Domagała J. Z., Mathieu R., Kovács A., Kasama T., Dunin-Borkowski R. E., and Dietl T. Formation process and superparamagnetic properties of (Mn,Ga)As nanocrystals in GaAs fabricated by annealing of (Ga,Mn)As layers with low Mn content  //Phys. Rev. 2011. B. 84. p. 245-306

Последние годы тройные и более сложные системы с участием халькогенидов мышьяка и хрома как полупроводниковый материал широко применяются в электронной технике [6-10].

В литературе о взаимодействии халкогенидов мышьяка и хрома имеются некоторые сведений по тройным системам [1-5]. Система Se - CrAsSe3 исследуется впервые.

Целью настоящей работы является изучение характера химического взаимодействия в системе Se - CrAsSe3, а также выявление новых полупроводниковых фаз.

Соединение CrAsSe3 плавится инконгруэнтно при 500оС .

Se плавится при 220оС и кристаллизуется в гексагональной сингонии с параметрами решетки: a= 0,436; c= 4,95 Ǻ,: пр.гр. D43- P3121, плотность ρ = 4,80 г/см3, микротвердость Hμ= 600 MПa [7].

Материалы и методы исследования

Сплавы системы Se-CrAsSe3 синтезированы из компонентов Se и CrAsSe3 в эвакуированных кварцевых ампулах в интервале температур 500-800оС, после чего проводили гомогенизирующий отжиг образов при 180 ˚С в течение 350 ч. Сплавы системы Se-CrAsSe3 исследовались методами физико-химического анализа: дифференциально-термическим (ДТА), рентгенофазовым (РФA), микроструктурным (MСA), а также посредством измерения плотности и микротвердости.

Дифференциальный термический анализ проводился в термографе «Termoskan -2». В качестве эталона использовалось соединение Al2O3 и скорость нагрева была 10oС/мин.

Рентгенофазовый анализ проводился на рентгенодифрактометре «D2 PHASER». Для исследования были использованы Cu Кα излучение и никелевый (Ni) фильтр. Микроструктурный анализ (MСA) проводился на металлографическом микроскопе “МИМ-8”. Для выявления фазовых границ в качестве травителя был использован раствор следующего состава: 10 мл конц. HNO3 + 5г H2O2. Микротвердость сплавов измеряли с помощью микротвердомера «ПМТ–3». Для каждой фазы определяли зависимость микротвердости от состава. Плотность сплавов определяли пикнометрическим методом, в качестве рабочий жидкости использовали толуол.

Результаты исследования и их обсуждение

Сплавы системы Se-CrAsSe3 получаются компактным слитком темно-серого цвета. Учитывая перитектический характер образования CrAsSe3, с целью достижения полноты реакции соединение CrAsSe3 отжигали ниже температуры перитектики (450оС). Все образцы системы Se-CrAsSe3 устойчивы по отношению к воздуху, органическим растворителями и минеральным кислотам. Сильные минеральные кислоты (НNO3, H2SO4) и щелочи (NaOH, KOH) разлагают их. После гомогенизации сплавы исследовались методами физико-химического анализа.

Результаты ДТА показали, что все фиксированные термические эффекты на кривых нагревания и охлаждения обратимы. На термограммах сплавов системы обнаружено по три эндотермических эффекта.

МСА сплавов системы Se-CrAsSe3 показывает, что ниже линии солидуса все сплавы двухфазные.

C целью подтверждение результатов ДТА и МСА проводили рентгенофазовой анализ.

Результаты РФА показали, что на дифрактограмме дифракционные максимумы и межплоскостные расстояния промежуточных фаз соответствуют дифракционным линиям исходных компонентов. Полученные результаты указывают, что система Se-CrAsSe3 является частично квазибинарным сечением тройной системы Cr-As-Se.

Совокупность результатов ДТА, МСА, РФА, значений микротвердости и плотности позволили построить Т-х фазовую диаграмму системы Se-CrAsSe3 (рис. 1).

Рис.1. Диаграмма состояния системы Se-CrAsSe3.

Некоторые физико-химические данные сплавов системы Se-CrAsSe3 приведены в табл.1. Как видно из табл.1, для литых сплавов системы Se-CrAsSe3 различаются два ряда значений микротвердости (табл.1).

Из них первый 600 МПа соответствует микротвердости селена Se, а значение 1890-1900 МПа соответствует микротвердости соединения CrAsSe3.

Ликвидус системы Se-CrAsSe3 состоит из двух ветвей первичной кристаллизации: Se и Cr4As2Se9. В интервале концентраций 10-100 мол. % CrAsSe3 по линии ликвидуса происходит первичная кристаллизация соединения Cr4As2Se9.

В пределах концентраций 0-20 мол. % CrAsSe3 из жидкости первично выделяется CrAsSe3, в интервале 20-100 мол. % CrAsSe3 из жидкости выделяется Cr4As2Se9.

Соединение CrAsSe3 выше температуры 500oC разлагается и образуются двухфазные области (Ж+ Cr4As2Se9). Далее происходит вторичная кристаллизации и в интервале концентрации 0-20 и 20-100 мол. % CrAsSe3 соответственно образуются трехфазные области (Ж+Se+ Cr4As2Se9) и (Ж+ Cr4As2Se9+CrAsSe3).

В интервале концентраций 0-100 мол. % CrAsSe3 ниже линии солидуса кристаллизуются двухфазные сплавы (Se+CrAsSe3).

На рис.1 представлена микроструктура сплавов системы Se-CrAsSe3, содержащих 20, 50 и 70 мол. % CrAsSe3. Как видно из рис.1 а,б, сплавы системы двухфазные. Сплава содержащие 70 мол. % CrAsSe3 после закалки в ледяной воде при 400оС представлены на рис.1в. Это микроструктура сплавов соответствует трехфазной области (Ж+Cr4As2Se9+CrAsSe3) (Светлая, светло-серая и черная фаза).

Рис.1. Микроструктура сплавов системы Se-CrAsSe3 1 а - 20 мол. % CrAsSe3 ; 1 б - 50 мол. % CrAsSe3; 1 в - 70 мол. % CrAsSe3.

Таблица 1

Результаты ДТА, измерения микротвердости и определения плотности сплавов системы Se-CrAsSe3

Библиографическая ссылка