Snte ekvaziüçlü sistemində faza tarazlığı və yeni fazaların fiziki-kimyəvi tədqiqi
Yüklə 1,36 Mb.
|
| Nəticə və müzakirə
CSL -də Ge və Sb atomlarının dərhal yaxınlığı toplu GeTe və Sb2Te3 -ə bənzəsə də, xüsusilə birinci qabığın kənarında əhəmiyyətli təhriflər müşahidə olunur. Şəkil 1 (a) -dakı əlavə, toplu GeTe və CSL nümunələri üçün toplanan foton momentum k aralığında (0–13,5 − -1) Ge K-kənar EXAFS məlumatlarını göstərir. Müqayisə, k-asılı bir diferensial söndürmə və CSL salınımlarının məcmu siqnala nisbətən yüngül bir faza dəyişməsini ortaya qoyur. EXAFS siqnallarına baxaraq bu cür fərqləri daha yaxşı anlamaq olar. Fourier Çevrilmələri (FTs) R-məkanında (Şəkil 1 (a) əsas panel). Bu profillər, foto emicinin R = 0 mərkəzli olduğu yerli quruluşu xam bir şəkildə təqdim edir. Spektrin ən yaxın ilk qonşuları olan iki fotoelektron səpilmə yolundan qaynaqlanan R = 2.7−3.2 Å -də fərqli bir cüt zirvəsi var. GeTe tək kristalına bənzər bu yollar Ge -ni Te atomlarına bağlayır. Yüksək məsafələrdə zəif zirvələr və çiyinlər, yaxınlıqdakı ən yaxın qonşunun töhfəsinə və çoxlu səpələnmə effektlərinə aid edilə bilər. Xüsusilə, 3.2−5 Å radial bölgədəki siqnalların nəzərəçarpan fərqi, stokiometrik GeTe quruluşuna görə CSL GeTe qatlarında fərqli bir Ge mühiti ortaya qoyur. Şəkil 1 (b) Sb K-kənarında EXAFS məlumatlarını göstərir. Salınımların sönmüş üst -üstə düşməsi görünür və nisbi məkanda aydın bir yaxınlıq yaradır. R = 2.9−3.2 at səviyyəsində ikiqat zirvəli quruluşun profilləri. Ancaq bu vəziyyətdə də, daha yüksək R -yə doğru irəlilədikcə iki EXAFS spektrinin tutarlılığı azalır. Ən yaxın qonşu aralığında CSL -in istinad üçün istifadə olunan tək kristallarla (GeTe və Sb2Te3) oxşarlığı qorunub saxlanılmışdır. Sb və Ge K-edge üçün keyfiyyətli analizlər hazırlayaraq. Profillərdə, CSL təbəqələrindəki Ge və Sb fotoabsorberlərinin orta yerli atom detallarının ən yaxın qonşuluq aralığından kənarda olan GeTe və Sb2Te3 toplu kristal quruluşu ilə tam uyğun olmadığını güman etməklə əsaslandırılır. Müşahidə olunan fərqlər, CSL quruluşundakı Ge və Sb atomlarının atom quruluşu haqqında əhəmiyyətli məlumatlar verməyə kömək edə bilər. EXAFS siqnalları (daxil edilmiş) və müvafiq Fourier Transform kəmiyyətləri (əsas panel) CSL nümunəsinin (davamlı əyrilər) və istinad kristal nümunələrinin (kəsikli xətlərin) -GeTe və Sb2Te3 sırasıyla: (a) Ge K- kənarı; (b) Sb K-kənarı. tam ölçülü şəkil [GeTe/Sb2Te3] interfeysinin etibarlı bir struktur modelini axtararkən, CSL nümunəmiz 28-in yüksək bucaqlı dairəvi qaranlıq sahə görüntüləmə taraması ilə ortaya çıxan təmsilçi kristal quruluşunu qiymətləndirdik. Şəkil 2 (a), vahid hüceyrəni örtən bir diaqram ilə əldə edilən yaxın atom çəkilişini göstərir. Burada Kooi TEM (KT) adlanan bu model CSL qatlı quruluşa olduqca uyğundur. Maraqlıdır ki, yüksək qətnamə ilə qara rəngli profil 28 üzərində aparılan kəmiyyət araşdırmaları iki əsas tendensiyanı açıq şəkildə göstərir: (i) quruluş, GeTe vahidlərinin tək bir Sb2Te3 QL [Te-Sb-Te-Sb-Te] daxilində interkalasiya etdiyini və bütün bloku təbii GST ərintilərində olduğu kimi (n-1) Sb2Te3 QLs ilə van der Waals (vdW) boşluqları ilə bağlayın 35. Xüsusilə, burada m = 3 və n = 2; (ii) blokdakı xarici Sb təbəqələri bəlkə də diffuziya səbəbiylə Ge atomları ilə qarışdırılır. (a) Üst-üstə qoyulmuş təcrübəyə əsaslanan orta quruluş modeli ilə CSL nümunəsinin yüksək qətnamə TEM görüntüsü. Sb, Te və Ge atomları sırasıyla qırmızı, mavi və yaşıl dairələrlə göstərilir. Yarım rəngli dairələr, mövcud görüntünün kəmiyyət analizinin (qara profil) təklif etdiyi kimi, ideal 50% Sb və Ge atomlarının qarışığını göstərir. (b) Ab və initio ilə müqayisədə Ge və Sb K-edge (boz əyrilər) üzrə EXAFS məlumatları (a) -da göstərilən Kooi TEM (KT) modelinin (Ge-qara, Sb-qırmızı əyriləri). (NS) Nəzəri modellər və eksperimental CSL məlumatları arasında müqayisə üçün 24 dəyər. [GeTe / Sb 2 Te 3] yığını üçün bu struktur modeli əsasında, K-kənarındakı Ge və Sb siqnalları, feff 6 kodu 36 vasitəsilə ab-initio yaxınlaşması ilə hesablanmışdır. Simulyasiya edilmiş spektrlər, absorber üçün bütün ekvivalent olmayan Ge və Sb atom mövqeləri nəzərə alınmaqla hesablandı və sonra 8 Å qrupu üçün tək və çoxlu arxa səpilmə yolları daxil edildi. Yalançı parametrlər , ΔR eff = 0, ΔE 0 = 0. Şəkil 2 (b) FT -ni göstərir CSL təcrübəsinə görə Ge (qara əyrilər) və Sb (qırmızı əyrilər) K tərəfli R məkanındakı modullar spektrlər (boz əyrilər). Hesablanmış Əsas zirvəyə qədər normallaşdırılan spektrlər eksperimental əsas xüsusiyyətləri əhəmiyyətli dərəcədə əks etdirir. Ge və Sb K-edge üçün ~ 6−7 Å qədər profillər. Ardıcıllıq üçün oxşar sistemlər üçün ədəbiyyatda təklif olunan Ferro Ge-Te (F), Petrov (P), Ters Petrov (IP) və Kooi (K) kimi təklif olunan digər dörd yığma ardıcıllığı nəzərə alınmaqla simulyasiyanı hesabladıq. Model vahid hüceyrələri və Profilləri Əlavə Məlumat Şəkil 1S (a) da tapa bilərsiniz. Bu simulyasiyalar ab-initio hesablamasının qaçılmaz yanaşmasından təsirlənsə də, bütün modellər və eksperimental məlumatlar arasında yaxşı razılaşma ilk yaxınlıqdakı neigbor boşluğu nəzərə alınmaqla diqqət çəkicidir. Digər tərəfdən, modellərin fərqləndirilməsində ikinci və üçüncü qonşu quruluşun çox əhəmiyyətli bir rol oynadığını qeyd etmək lazımdır. Beləliklə, bir Müqayisə IGOR pro quraşdırılmış funksiyası 37 ilə aparıldı; bu, tək bir modelin eksperimental olaraq müşahidə olunan quruluşa nisbətdə nə qədər təmsilçi olduğunu təxmin etdi. Bir korrelyasiya əldə etmək üçün hər iki model təcrübəsi üçün iki K kənarına aid dəyərlər toplandı. Bu analizin nəticələri Şəkil 2 (c) -də verilmişdir. KT modeli ən aşağı dəyərə malikdir. Dəyərli və maraqlı bir şəkildə Petrov (P) modelinin təqdim etdiyi dəyər də minimuma yaxındır. Bu, yəqin ki, bu quruluşun iki mərkəzi Te təbəqəsi arasında əlavə bir Ge təbəqəsi olan bir KT yığma ardıcıllığı kimi nəzərdən keçirilə bilməsi ilə əlaqədardır (Şəkil 2). Sonda yuxarıda müzakirə edilən müqayisə göstərir ki, empirik əsaslı olan və digər modellərə nisbətən daha yüksək R dəyərlərində nəzərəçarpacaq dərəcədə daha ardıcıl olan KT quruluşu, EXAFS-in kəmiyyət analizinin təkmilləşdirilməsi üçün yaxşı bir başlanğıc nöqtəsidir. Xam məlumatların keyfiyyət müşahidələrini və müqayisə 2-ni müqayisə etmək üçün Ge K-edge CSL və GeTe nümunələrində davamlı dalğa quruluşu (WT) analizini38 həyata keçirdik. WT analizi, R-məkanında eyni vaxtda həll olunan udma siqnalının k-asılılığını həll edə bilər. Bu şəkildə, absorberdən eyni məsafədə yerləşən müxtəlif elementlərin atomlarının qatqısı prinsipcə fərqləndirilə bilər. Şəkil 3-dəki yuxarı panellər, k3 ağırlıqlı spektrlərdən və nüvə kimi Morlet funksiyasından istifadə edərək WT analizinin nəticəsi olan 2D sahəsini göstərir. İlk baxışdan, tək kristal istinad və çox planlı siqnal çıxışı arasındakı əsas fərqin ilk qabığa uyğun olan radial bölgədə, yəni 2−3 Å olduğunu görmək olar. CSL -də 4 Å -1 və 10 Å -1 -dəki iki töhfə aydın şəkildə həll edilir, GeTe -də birinci silsilə daha az sıxdır. İkinci qabığın radial bölgəsi 3−4 Å -ə doğru hərəkət edərkən, CSL -də GeTe -də mövcud olan sıxlıq çuxurunu əvəz edən 4−6 of çiyni görünür. Bu keyfiyyət fərqlərini başa düşmək üçün arxa səpələnmə yollarını simulyasiya etdik. yuxarıda göstərilən üsula görə birinci və ikinci mərmilərə uyğun gələn siqnallar. CSL və GeTe və Nonaka və digərləri üçün KT modeli. Müvafiq olaraq 39. Şəkil 3 alt panelləri bu simulyasiyaları göstərir. Kəsilmiş şaquli xətlər müxtəlif çəkilərdə k3 çəkilərinin zirvələrini birləşdirir. Bölgəni 2D WT xəritəsində müvafiq intensivliklə əhatə edir. Birinci qabığa gəldikdə, zərf amplitüdləri eksperimental məlumatlara uyğundur. CSL və GeTe arasındakı fərq, GeTe işi üçün tək bir deyil, CSL üçün ekvivalent olmayan Ge saytlarına istinad edən bir çox feff hesablamasının daxil edilməsinə aid edilə bilər. Buna görə Ge atomlarına görə birdən çox Te lokal mühit mövcud ola bilər. Ge-Ge arxa səpələnmə yollarının töhfələri, hər iki görüntüdə də üst-üstə düşür, xüsusən də GeTe qutusu ilə nəzərəçarpacaq dərəcədə fərqləndiyi k bölgəsində ikinci qabığa diqqət yetirir. Maraqlıdır ki, tək kristal vəziyyətin (4 müşahidə5, 5 -1) × (3−4) impuls məsafəsindəki sarı qutuda müşahidə olunan sıxlıq çuxuru CSL qutusu üçün tamamilə doldurulmuşdur. Qeyd etmək lazımdır ki, qonşu Sb atomlarının simulyasiya edilmiş profilinə baxaraq, aşağı k dəyərlərində zərfin zirvəsi görünür. Beləliklə, xam məlumatların vizualizasiyasında sadə bir dəyişiklik edildikdə, bu müşahidə Ge əmələ gətirən atomların ən yaxın qonşu mühitində Ge və Te -dən fərqli bir arxa səpələnmə elementinin varlığını aşkar etməyə kömək edə bilər. Üst panellər: Morlet Wavelet-Transform analizinin 2D sahəsi. Alt panellər: KT və GeTe 39 kristal 39 modelləri üçün 1 və 2 -ci işarələrə uyğun olan arxa səpələnmə yollarının simulyasiyası. Şaquli kəsikli xətlər gözü istiqamətləndirir. Nümunə geri səpələnmə siqnallarının zərfinin maksimum dəyəri, təcrübi WT -nin müəyyən bölgələrinə (sarı qutular) kömək edir. Model siqnalları ilə müqayisə təcrübi WT -ni fərqləndirməyə kömək edir. tam ölçülü şəkil Eksperimental KT modeli, CSAF nümunəsi EXAFS -in posterior FT -nə uyğunlaşdırmaq üçün istifadə edilmişdir. Tək bir bina blokunda, 1 Sb 2 Te3 QL -də yığılmış 3 GeTe BL -dən ibarət olan Sb təbəqələri tercihen kənarlara yaxın 35 yerləşdirilir. Burada, bu Sb təbəqələri Şəkildə yarı rəngli toplarla sxematik şəkildə təsvir edilmiş ideal 50% Ge atomlarının qarışığı ilə qiymətləndirilir. Bundan sonra, Şəkil 5 -də göstərildiyi kimi, vahid hüceyrədəki atom mövqelərini geri çağırmaq üçün aşağıdakı nomenklatura istifadə ediləcək: (i) müvafiq tikinti blokunun (GeTe və ya QL) ortasındakı Ge və ya Sb atomları üçün bir sahə; (ii) B quruluşu, əsas bina blokundakı qarışıq təbəqəyə yaxın Ge atomları üçün; (iii) Qarışıq qatdakı Ge və ya Sb atomları üçün C qarışığı. Uyğunluğun etibarlılığını artırmaq və dəyişənlərin sayını azaltmaq üçün Artemis kodu 36-dan istifadə edərək Ge və Sb K-edge CSL eksperimental məlumatlarının birgə optimallaşdırılması prosedurunu yerinə yetirdik. Vahid hüceyrədəki atom elementlərinin populyasiyalarına görə A, B və C atom bölgələrinə görə gəlirin hesablamaları fərqli çəkilərlə prosedura daxil edilmişdir (Əlavə Məlumata baxın). Şəkil 4 Ge və Sb K tərəfli spektrləri və R (əsas panel) və q (içəridə) boşluğa ən uyğun olduqlarını göstərir. R faktoru, ölçülmüş və model məlumatları arasındakı qalıqların kvadratlarının cəmini təşkil edən və təcrübi məlumatların ölçüsünə görə normallaşdırılan uyğunluq səmərəliliyinin ölçüsünü təmsil edir. Həmçinin, δR = π/2 k max -dan böyük olan məsafələr EXAFS 40 spektroskopiyası ilə həll edilə bilər. Araşdırmamızın CSL vəziyyətində, R faktoru = 0.0087 və təcrübi qətnamə δ R = 0.14 by ilə verilir. FTs moduli və (inset) CSL -in Ge və Sb K dəyərlərindəki eksperimental EXAFS profillərinin FT real hissələrini və ən yaxşı nəticələrini geri çəkdi. Kölgəli boz sahə R-hanning pəncərəsinə uyğundur Å) Arxa FT çıxarılması və quraşdırılması üçün nəzərdə tutulur. (a) Montaj prosedurunda istifadə olunan orta bina modeli KT -nin mümkün görünüşü. QL -lərin qarşısındakı Sb qatında Ge atomları ilə% 50 nisbətində qarışdırılaraq ideal bir qarışdırma təmin edilir. (b, c) 1-ci və 2-ci güllələrə nisbətən vurgulanmış məsafələri olan paneldəki (a) kəsilmiş bölgənin yaxından görüntüsü. Xüsusilə, etiketli Sb və Ge atomları, bərabər olmayan A, B və C mövqelərini əks etdirir. tam ölçülü şəkil Cədvəl 1, KT quruluş modeli ilə uyğun tətbiq proseduru nəticəsində CSL -nin atomlararası məsafələrini göstərir. Ge və Sb absorberlərini əhatə edən müxtəlif radiuslu iki konsentrik koordinat kürəsini təyin etdik. Birinci qabıq, Şəkil 5 (b) -də göstərildiyi kimi, absorberlər və Te atomları arasında qısa və uzun müstəvidən kənar bağları ehtiva edir. Cədvəl 1 -də atomlararası məsafələrə sürətli bir nəzər yetirmək, toplu ana birləşmələrə nisbətən struktur pozğunluqlarının olduğunu göstərir. Sb bölgələri, Sb atom mövqeyindən asılı olmayaraq, Sb2Te3 kütləsinə bənzər möhkəm bir mühit saxlamağa meylli olsa da, Ge bölgələri ara qatdan uzaqlaşdıqca artan tənəzzül göstərir. İndi ilkin qabıq məsafələrinə diqqət yetirəcəyik. Cədvəl 1-də göstərildiyi kimi, bütün Sb-Te məsafələri Sb 2 Te 3 kütləsi ilə güclü oxşarlığa malikdir (istinad üçün Əlavə Məlumatlardakı Cədvəl 2S) eksperimental səhvin qeyri-müəyyənliyi daxilində. Əksinə, Ge-Te məsafələrinə bərabər olmayan üç Ge bölgəsini müşahidə edirik. Xüsusilə, Ar-Ge, digər iki vəziyyətdə itirilən 6 qat simmetriya təklif edir; B&D kollektiv GeTe yazışmalarına malikdir (istinad üçün Əlavə Məlumatlardakı Cədvəl 3S). Diqqət çəkən şey C-D-nin QL-lərdəki Sb-Te məsafələrinə bənzəməsidir. İkinci qabıq, Şəkil 5 (c) -də göstərildiyi kimi, Ge və Sb atomları olan absorberlərin düz və müstəvidən kənar bağlarından ibarətdir. X-X Ge-Ge, Ge-Sb və Sb-Sb cütlərini təyin edir. Təyyarədəki məsafə (X-X inp) bütün təbəqələr üçün CSL vahid hüceyrəsinin qəfəs parametri ilə üst-üstə düşür. Yaranan dəyər tək kristal istinadlardan daha kiçikdir. Əsasən, mərkəzi A&D -dən başqa, ikinci mərmi məsafələri Sb2Te3 kütləsinə uyğundur. CSL daxili blokundakı Ge-Te və Ge-Ge təyyarələri toplu GeTe-dən şaquli olaraq bir qədər yaxındır. Qarışıq Sb (Ge) təbəqələri QL -də olduğu kimi məsafələri qoruyur. CSL quruluşunda müşahidə edilən təhriflər, fiziki xüsusiyyətlərin və xüsusən də bağlayıcı xarakterin, ideallaşdırılmış CSL tərəfindən proqnozlaşdırılanlardan çox fərqli olduğunu göstərir. Üç fərqli Ge sahəsini müşahidə etmək onların kimyəvi bağlarının da fərqli olması deməkdir. Təmiz 6 qatlı Ge-Te bağı, Peierls təhriflərinin fərqli olaraq daha qısa və daha uzun bağlar meydana gətirdiyi GeTe tökmə korpusdan tam ziddiyyət təşkil edir. Bu müşahidə, CSL quruluşundakı təmiz GeTe saytının EF -də rezonans bağlamasını xarakterizə edən fərqli bir elektron delokalizasiyasını və 0 enerji boşluğunu təyin etdiyi bir ssenari açır (41, 42). Bu cür atom struktur dəlilləri, CSL nümunələrimizin müşahidə olunan metal vəziyyətini də rasionallaşdıra bilər. Təhrif edilmiş B və C Ge bölgələri elektron statik polarizasiyanı əhəmiyyətli dərəcədə artıra bilər və bunun nəticəsində ferroelektrik reaksiyaya səbəb ola bilər. Nəticə Nəhayət, 15 materialdan ibarət olan yüksək keyfiyyətli [GeTe (1 nm)/Sb2Te3 (3 nm)] nümunəsi EXAFS spektroskopiyası vasitəsi ilə iki maddənin ara hissəsindəki gücləndirilmiş kristal quruluşu ortaya çıxarmaq üçün araşdırılır. Qəfəsin, vdW boşluğunun dəyişməsinin və Ge (Sb) qarışığının müşahidə olunan əyrilik dərəcəsi, elektrik keçid və aktivasiya enerjisi baxımından faza dəyişikliyi performansına təsir edə biləcəyi üçün bu yetişdirilmiş CSL -lərin vacib xüsusiyyətləri hesab edilməlidir. . Bu kontekstdə, CSL-lər üçün optimallaşdırılmış böyümə prosesini və atomistik struktur xarakteristikasının diqqətlə proqnozlaşdırılmasını birləşdirən nəticələrimiz, çox sadələşdirilmiş atom Ge çevrilməsindən daha mürəkkəb bir faza dəyişmə mexanizmidir. Yarımkeçirici materiallar dünya sivilizasiyasının inkişaf səviyyəsini müəyyən edən ən vacib materiallar arasında aparıcı yerlərdən birini tutur. Müasir elektron texnologiyanın element bazasının əsasını təşkil edir,onsuz elmi-texniki tərəqqi bu gün üçün qeyri-mümkündür. Mikroelektronikanın və bərk cisim elektronikasının inkişafı müasir rabitə və televiziya sistemlərinin yaradılması,elektrik enerjisinin səmərəli ötürülməsi və çevrilməsi,genişmiqyaslı kompüterləşdirmə və informasiyalaşdırma problemlərinin uğurlu həlli ilə əlaqədardır. Bu materiallar ekoloji cəhətdən təmiz enerji və soyuducu texnologiyanın inkişafı problemlərinin həllində,ətraf mühitin çirklənməsini izləmək üçün müasir sistemlərin yaradılmasında,geniş funksional məqsədli yüksək həssas sensor texnologiyasından istifadə olunur. Elektron texnologiyanın müasir inkişaf mərhələsinin xarakterik xüsusiyyəti, onun birbaşa materiallarının bu sahəyə cəlb edilməsidir. Bunlardan ən əsası, müxtəlif səmərəli termoelektrik və sensor materiallarıdır. Termogeneratorlarda istifadə olunan elektron və deşik keçiriciliyi olan materialların termoelektrik səmərəliliyi, Seebeck əmsalı və elektrik keçiriciliyi nə qədər yüksək olarsa, istilik keçiriciliyi də o qədər aşağı olar. Bir materialın istilik keçiriciliyi (K tot ) əsasən elektron (K el ) və qəfəs (K ph ) komponentlərindən ibarətdir: K tot = K el + K ph . Qəfəsin istilik keçiriciliyinin azaldılması TEM -in artırılmasının təsirli yollarından biridir. Hal -hazırda, kompleks kristal qəfəsləri və aşağı qəfəsli istilik keçiriciliyi olan üçlü və ya dördüncü qatlı xalkogenidlərə əsaslanan yeni TEM -lərin axtarışı istiqaməti fəal şəkildə inkişaf edir . Bu baxımdan GeSb ərintiləri GeTe -Sb 2 Te 3 –SnTe kvazi-üçlük sisteminin 2 Te 4 –SnSb 2 Te 4, aşağı qəfəsli istilik keçiriciliyinə malik yeni orta temperaturlu termoelektrik materialların alınması üçün maraq do Yanal dördtərəfli sistemlər GeTe-Sb 2 Te 3 ; Ədəbiyyatda SnTe - Sb 2 Te 3 və GeTe - SnTe geniş şəkildə öyrənilmişdir. Sb sistemində faza tarazlıqları Sb 2 Te 3 –GeTe ilk dəfə öyrənilmiş və faza diaqramı qurulmuşdur. Üçlü telluridlərin əmələ gəlməsi 2: 1 (GeSb 4 Te 7 ) komponent nisbətində qurulmuşdur ; 1: 1 (GeSb 2 Te 4 ) və 1: 2 (Ge 2 Sb 2 Te 5 ). GeSb 4 Te 7 , GeSb 2 Te 4 və Ge 2 Sb 2Te 5 , sırasıyla 866, 888 və 903 K -də bir peritektik reaksiya nəticəsində əmələ gəlir. Daha sonra , Ge 2 Sb 2 Te 5 və GeSb 4 Te 7 strukturları elektron difraksiya üsulu ilə həll edildi . Hər iki quruluşun hüceyrə dövrü ilə altıbucaqlı qatlı olduğu ortaya çıxdı: sa = 4.20 Å , c = 16.96 Å və a = 4.21, c = 23.65 Å. GeSb 2 Te 4 -ün kristal quruluşu müəyyən edilmişdir. Məlum oldu ki, GeSb 2 Te 4 altıbucaqlı bir sistemdə aşağıdakı vahid hüceyrə parametrləri ilə kristallaşır:a = 4.21, c = 40.6 Å qr. Ge - Sb - Te üçlü sistemin likvidus proyeksiyasını qurmuşlar. Sistem GeSe 2 Te 4 , GeSb 4 Te 7 , Ge 2 Sb 2 Te 5 tərkibli üçlü telluridlərin əmələ gəldiyi təsdiqlənmiş GeTe - Sb 2 Te 3 kəsiyindən istifadə edilərək öyrənildi . NGeTe × mSb 2 Te 3 homoloji kompleks birləşmələrinin təkrar tədqiqi göstərdi ki, məlum Ge 2 Sb 2 Te 5 , GeSb 2 Te 4 -ə əlavə olaraqvə GeTe - Sb 2 Te 3 sistemində GeSb 4 Te 7 , Ge 2 Sb 2 Te 7 , Ge 3 Sb 2 Te 6 və GeSb 6 Te 10 da meydana gəlir . SnTe - Sb 2 Te 3 sistemində , təxminən 876 K temperaturda birbaşa mayedən kristallaşan yalnız bir SnSb 2 Te 4 birləşməsi əmələ gəlir . SnSb 2 Te 4, a = 4.294, c = 41.54 Å sp parametrləri olan bir rombohedral sistemə kristallaşır. Ərintilərin hazırlanması üçün aşağıdakı materiallardan istifadə olunmuşdur: müqaviməti 10 Ohm × sm olan qalay, OVCh -000 qalay, antimon dərəcəli C y -000 və ikiqat distillə ilə təmizlənmiş, tərkibində çirkliliyi <0,05%olan tellur. GeTe - SnTe sistemində görə, davamlı bir sıra qatı məhlullar seriyası müşahidə olunur. GeSb2 Te4-SnSb2 Te4 ərintilərinin polikristal nümunələri,boşaldılmış kvars ampulalarında uyğun nisbətdə alınan elementlərdən sintez edilmişdir. Sintez ərintilərin tərkibindən asılı olaraq 700–1100 K temperaturda aparıldı, sonra 6 K / dəqdən 650 K -a qədər soyuduldu. Bu temperaturdan ərintilər havada soyuduldu. Alınan nümunələr 250-500 saat 650 K temperaturda tavlanır, sonra buzlu suda söndürülür. Tavlanmış ərintilər fizikokimyəvi analiz üsulları ilə araşdırılmışdır: DTA 9 ° / dəqlik bir qızdırma dərəcəsində NTR-75 pirometrində aparılmışdır. XRD, DRON-2 diffractometer (CuK α şüalanması, Ni filtri) vasitəsi ilə həyata keçirildi : qəfəs parametrləri ən kiçik kvadratlar üsulu ilə təyin edildi. X-ray analizi üçün monokristal plitələr istinad təyyarələri (001) boyunca çiplənmə yolu ilə əldə edildi; mikroyapısal analiz (MSA) bir MIM-7 mikroskopunda və nümunələrin mikro sərtliyi PMT-3 aparatında ölçüldü. Tədqiqatın nəticələri və onların müzakirəsi Alınan nəticələr əsasında GeSb 2 Te 4 –SnSb 2 Te 4 hissəsinin vəziyyət diaqramı qurulur (şəkil). Şəkildən də göründüyü kimi, GeSb 2 Te 4 –SnSb 2 Te 4 bölməsi GeTe-Sb 2 Te 3 –SnTe kvazoternary sisteminin yarı ikili hissəsidir . GeSb 2 Te 4 –SnSb 2 Te 4 bölməsi kompleks tellurid GeSnSb 4 Te 8 əmələ gəlməsi və ilkin komponentlərə əsaslanan məhdud həll qabiliyyəti ilə xarakterizə olunur . GeSnSb 4 Te 8 birləşməsi950 ± 5K temperaturda eyni zamanda əriyir və sistemi iki alt sistemə bölür: GeSb 2 Te 4 –GeSnSb 4 Te 8 və GeSnSb 4 Te 8 –SnSb 2 Te 4 . Hər iki alt sistem eutektik tipdədir. GeSb 2 Te 4 20 mol%əsasında həll olunur. GeSb 2 Te 4 –GeSnSb 4 Te 8 alt sisteminin eutektik nöqtəsinin koordinatları : 35 mol% SnSb 2 Te 4 və Т = 700 K. S 1 –SnSb 2 Te 4 alt sistemi də eutektik tipə aiddir . Ötektik nöqtənin koordinatları 15 mol% GeSb 2 Te 4 və T = 650 K -dır. SnSb 2 Te 4 -ə əsaslanan çözünürlüyü 15 mol% -dir. GeSb 2 Te 4 –SnSb 2 Te 4 hissəsindəki ərintilərin mikro quruluşunun araşdırılması göstərdi ki, ilkin telluridlərlə zəngin olan ərintilərə və 1: 1 nisbətində qalanları iki fazalıdır və mexaniki qarışığı təmsil edir. DTA məlumatlarına əsaslanaraq, GeSb 2 Te 4 və SnSb 2 Te 4 birləşmələri arasındakı qarşılıqlı əlaqənin mahiyyətinin sadə olduğunu güman etmək olar . İstilik və soyutma əyrilərində iki termal təsir var.
Ərintilərin mikro sərtliyinin təyin edilməsinin nəticələri göstərir ki, orada üç seriyalı mikro sərtlik dəyərləri fərqlənir: α-faza, β-faza və şöhrət 1: 1. DTA və MSA məlumatlarını təsdiq etmək üçün rentgen fazası təhlili də aparıldı. mol %
Faza diaqramı GeSb 2 Te 4 –SnSb 2 Te 4 Cədvəl 1
GeSnSb 4 Te 8 monokristallarının kimyəvi analizinin nəticələri
Dördüncü mərhələli GeSnSb 4 Te 8 ayrı -ayrılıqda təcrid olunmuş və onun tək kristalları istiqamətli kristalizasiya üsulu ilə əldə edilmişdir. Göstərdi X-ray difraksiya iş ki GeSnSb 4 Te 8 qəfəs parametrləri a = 4.92, b = 9.43, c = 18.05 Å kosmik qrup ilə orthorhombic sistemi kristallaşır. P nnm , V = 837.44 A3, Z = 2. Nəticədə iynəyə bənzər tək kristallar kimyəvi analizlərə məruz qalıb Fiziki ölçmələr üçün GeSb 2 Te 4 və SnSb 2 Te 4 əsaslı bərk məhlulların bölgəsindən olan kristallar Bridgman metodu ilə yönlü kristalizasiya yolu ilə əldə edilmişdir [4]. Bu vəziyyətdə ölçüləri 7 × 18–7 × 20 mm olan metal rəngli parlaq kristallar əldə edilmişdir (Cədvəl 2). Cədvəldə çoxsaylı təcrübələr əsasında qurulmuş tək kristalların əldə edilməsi üsulu verilmişdir. GeSb 2 Te 4 əsasında əldə edilən bərk məhlullar altıbucaqlı sistemdə kristallaşır (Cədvəl 3). Cədvəldəki məlumatlardan da göründüyü kimi. 3, SnSb2Te4 konsentrasiyasının artması ilə, vahid hüceyrə parametrləri artır və bu, Ge +2 kationunun kiçik radiusunun (0.065 nm) daha böyük radiuslu Sn +2 kationları ilə (0.102 nm) dəyişdirilməsi ilə əlaqədardır. . Vahid hüceyrə başına molekulların tutulması və qəfəs parametrlərinin dəyişməsi GeSb 2 Te 4 və SnSb 2 Te 4 bölmələrində əvəzetmə tipli bərk bir həll meydana gəldiyini təsdiqləyir . Cədvəl 2 Qatı məhlulların tək kristalları üçün optimal böyümə rejimi (GeSb 2 Te 4 ) 1-х (GeSnSb 4 Te 8 ) х və (SnSb 2 Te 4 ) 1-х (GeSnSb 4 Te 8 ) x
Cədvəl 3 GeSb 2 Te 4 əsaslı möhkəm həllərin kristalloqrafik məlumatları
Nəticə 1. GeTe -Sb 2 Te 3 –SnTe kvazi -xarici sistemin GeSb 2 Te 4 və SnSb 2 Te 4 bölməsi ilk dəfə geniş bir konsentrasiya aralığında kompleks fizik -kimyəvi üsullarla və T -x vəziyyət diaqramı ilə araşdırıldı. tikildi. 2. GeSb2Te4: SnSb 2 Te 4 = 1: 1 nisbətində GeSnSb 4 Te 8 kimyəvi tərkibinin dördüncü birləşməsinin uyğun bir şəkildə əridiyi təsbit edildi . 3. GeSnSb 4 Te 8 birləşməsinin tək kristallarını əldə etmək üçün istiqamətli kristalizasiya üsulu istifadə edilmişdir . 4. X-şüa analizi metodundan istifadə edərək yeni dördlü birləşmənin tək kristallarının vahid hüceyrə parametrləri a = 4.92, b = 9.43, c = 18.05 determined təyin olundu və birləşmənin romb sistemində kristallaşdığı məlum oldu. sp. Gr. Pnnm V = 837.44 Å3. Z = 2. 5. Hər iki tərəfin başlanğıc komponentlərinə əsaslanaraq, qatı məhlulların bölgələri müəyyən edilmişdir. Qatı məhlulların tək kristalları Bridgman - Stockbarger üsulu ilə yetişdirilmişdir. 6. Qatı məhlullar sahəsindən olan ərintilərin p tipli keçiriciliyin yarımkeçirici xüsusiyyətlərə malik olduğu müəyyən edilmişdir. Yüklə 1,36 Mb. Dostları ilə paylaş:
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||