ВЗАЄМОДІЯ У СИСТЕМАХ Tl2Sе–Ga(In)2Sе3–SnSе2
DOI:
https://doi.org/10.32782/pcsd-2021-2-8Ключові слова:
фазова діаграма, рентґенофазовий аналіз, рентґеноструктурний аналіз, квазіпотрійна система, ізотермічний переріз, монокристал, кристалічна структураАнотація
Методами фізико-хімічного аналізу (диференційно-термічного, рентґенофазового, рентґеноструктурного) проведено дослідження квазіпотрійних систем Tl2Se–Ga(In)2Se3–SnSe2 та побудовано їх ізотермічні перерізи при 520 К в повному концентраційному інтервалі. У системі Tl2Se–Ga2Se3–SnSe2 встановлено існування трьох тетрарних сполук Tl2Ga2SnSe6, TlGaSnSe4 і TlGaSn2Se6. На основі TlGaSе2 існує α-твердий розчин, граничний склад якого становить 18 мол. % SnSe2 при 670 К. Тетрарні сполуки утворюються за перитектичними реакціями L+α↔Tl2Ga2SnSе6 при 956 К, L+Tl3Ga3SnSе8↔TlGaSnSе4 при 851 К та L+SnSе2↔TlGaSn2Sе6 при 833 К. Сполуку Tl2Ga2SnSe6 розшифровано в тетрагональній сингонії (ПГ I4/mcm; а=08095(1), с=0,402(1) нм), а TlGaSn2Se6 – в тригональній сингонії (ПГ R3; а = 1,03289, с = 0,94340 нм). Діаграма стану системи TlInSe2–SnSe2 евтектичного типу. Розчинність на основі TlInSe2 сягає 28 мол. % TlInSe2. У системі Tl2Se–Ga2Se3–SnSe2 при 520 K є 9 однофазних полів, 14 областей двофазних рівноваг, які поділяють концентраційний трикутник на 10 полів трифазних рівноваг. Найбільші області твердих розчинів утворюють сполуки TlGaSе2 і Ga2Se3. У системі Tl2Se–In2Se3–SnSe2 при 520 К визначено розташування 5 трифазних полів, ідентифіковано 11 дво- фазних рівноваг між бінарними та тернарними сполуками. Розчинність на основі сполуки TlInSе2 становить 28 мол. % по перерізу TlInSе2–SnSе2. Вирощування монокристалів твердих розчинів Tl1‑xGa1‑xSnxSe2 (x=0.05-0.1) та Tl1‑xIn1‑xSnxSе2 (x=0-0,25), що утворюються в системах TlGa(In)Se2–SnSe2 проводили методом Бріджмена-Стокбаргера. За даними рентґено- структурного аналізу встановлено, що вирощені кристали Tl1‑xGa1‑xSnxSe2 мають моноклінну (ПГ С2/c), а криста- ли Tl1‑xIn1-xSnxSе2 – тетрагональну (ПГ I4/mсm) сингонії.
Посилання
Mozolyuk M.Yu., Piskach L.V., Fedorchuk A.O., Kityk I.V., Olekseyuk I. D., Parasyuk O.V. Phase diagram of the quasi-binary system TlInSe2–SnSe2. J. Alloys Compds. 2011. 509. Р. 2693-2696.
Myronchuk G.L., Davydyuk G.E., Parasyuk O.V., Khyzhun O.Y., Andrievski R.A., Fedorchuk A.O., Danylchuk S.P., Piskach L.V., Mozolyuk M.Yu. J. Mater. Sci: Mater. Electr. 2013. 24. Р. 3555-3563.
Абрикосов Н.Х., Банкина В.Ф., Порецкая Л.В. и др. Полупроводниковые халькогениды и сплавы на их основе. Москва : Наука, 1975. 219 с.
Okamoto H., Massalski T.B. Ga–Se (Gallium–Selenium). Binary Alloy Phase Diagrams. Materials Park, Ohio: ASM International. 1990. 2. P. 1852-1854.
Okamoto H. Ga-Se (Gallium-Selenium). J. Phase Equilib. 2009. 30. Р. 658.
Okamoto H. In–Se (Indium-Selenium). J. Phase Equilib. 1998. 19(4). P. 400.
Караханова М.И., Пашинкин А.С., Новоселова А.В. О диаграмме плавкости системы олово–селен. Неорг. матер. Изв. АН СССР. 1966. 2(7). С. 1186-1189.
Cтасова М.М., Вайнштейн Б.К. Электронографическое определение структуры Tl2Sе. Кристаллография. 1958. 3(2). С. 141–147.
Man L.I., Parmon V.S., Imamov R.M., Avilov A.S. The electron diffraction determination on the structure of the tetragonal phase Tl5Se3. Kristallografiya. 1980. 25. P. 1070-1072.
Barchiy Igor, Tovt Valeriya, Piasecki Michal, Fedorchuk Anatolii, Pogodin Artem I., Filep Michal, Stercho Ivanna. Tl2Se–TlInSe2–Tl4P2Se6 quasiternary system. Ukrainskij Khimicheskij Zhurnal. 2019. 85(2). Р. 101-110.
Khan M.Y. Crystal data for β-Ga2Se3. J. Appl. Cryst. 1977. 10. P. 70-71.
Lubbers D., Leute V. The crystal structure of β-Ga2Se3. J. Solid State Chem. 1982. 43(3). P. 339-345.
Медведева З., Гулиев Т. Выращивание монокристалов селенида индия из газовой фазы. Изв. АН СССР. Неорг. матер. 1965. 1(6). P. 848.
Оsamura К., Murakami J., Тоmilе J. Сrуstal structues оf α- and β-Indium Selenide, In2Se3. Jараn J. Phys. Sос. 1966. 21(9). P. 1848.
Popovic S., Tonejc A., Grzeta-Plencovic B. et al. Revised and new crystal data for indium selenides. J. Appl. Cryst. 1979. 12. P. 416.
Pfitzner А., Lutz Н. Redetermination оf the сrуstal structure оf gamma-In2Se3 by twin crystal Х-Rау method. J. Solid State Chem. 1996. 124. P. 305.
Busch G., Frohlich C., Hulliger F., Steimeier E. Structur, elektrische und thermoelektrische Eigenschaften von SnSe2. Helv. Phys. Acta. 1961. 34(4). P. 359-368.
Олексеюк І.Д., Цісар О.В., Піскач Л.В., Парасюк О.В. Система Tl2Se–Ga2Se3. Наук. вісн. Східноєвроп. нац. ун-ту ім. Лесі Українки. 2014. 20. C. 26-28.
Mucha I. Phase diagram for the quasi-binary thallium(I) selenide–indium(III) selenide system. Thermochim. acta. 2012. 550. P. 1-4.
Лазарев В.Б., Переш Е.Ю., Староста В.И., Мудрый В.В. Фазовые равновесия и свойства соединений в системах Tl2S(Se)–SnS2(Se2). Журн. неорг. химии. 1985. 30(6). С. 1502-1506.
Delgado G.E., Mora A.J., Perez F.V., Gonzalez J. Growth and crystal structure of the layered compound TlGaSe2. Cryst. Res. Technol. 2007. 42. P. 663-666.
Range K.J., Mahlberg G., Obenland S. Hochdruckphasen von TlAlSe2 und TlGaSe2 mit TlSe-Struktur. Z. Naturforsch. 1977. 32. P. 1354–1355.
Mueller D., Eulenberger G., Hahn H. Über ternaere Thalliumchalkogenide mit Thalliumselenidstruktur. Z. Anorg. Allg. Chem. 1973. 398. S. 207-220.
Jaulmes S., Houenou P. Structure crystalline du seleniure d’etain(IV) et de thallium(I): Tl2SnSe3. Mater. Res. Bull. 1980. 15. P. 911-915.
Akinocho G., Houenou P., Oyetola S. et al. Etude structurale de Tl4SnSe4. J. Solid State Chem. 1991. 93. P. 336-340.
Гаджиева А.З., Мардахаев Б.Н., Рустамов П.Г. Синтез и исследования сплавов системы Ga2Se3–SnSe2. Уч. зап. Азерб. ун-та. Сер. хим. 1976. 1. С. 15-20.
Allaphini F., Flahaut J. Foureroy P.H. et al. Diagramme de phases du systeme ternaire GaSe–SnSe–Se. Domaine formatain de verres. Ann. Chim. (France). 1981. 6(6). P. 501-514.
Гаджиева А.З., Рустамов П.Г., Мардахаев Б.Н. Физико-химическое исследование системы In2Se3–SnSe2. Азербайдж. хим. ж. 1973. 5. С. 138-141.
Мозолюк М.Ю. Фазові рівноваги та властивості фаз у системах Тl2X–BIIX–DIVX2 і ТlCIIIX2–DIVX2 (BII–Hg, Pb; CIII–Ga, In; DIV–Si, Ge, Sn; X–S, Se): автореф. дис. на здобуття наук. ступеня канд. хім. наук: [спец.] 02.00.01 «неорганічна хімія» /, СНУ імені Лесі Українки. Луцьк, 2013.
Вильке К.-Т. Выращивание кристаллов. Л.: Недра, 1977. 600 с.
Таиров Ю. М. Технология полупроводниковых и диэлектрических материалов. М.: Высш. шк., 1990. 423 с.
Цісар О.В. Системи Tl2X–CIII
X3–DIVX2(CIII – Ga, In; DIV – Ge, Sn; X – S, Se): фазові рівноваги, склоутворення та властивості проміжних фаз: дис... канд. хім. наук: 02.00.01 / СНУ імені Лесі Українки. Луцьк, 2018. 144 с.
Babizhetskyy Volodymyr, Levytskyy Volodymyr, Smetana Volodymyr, Wilk-Kozubek Magdalena, Tsisar Oksana, Piskach Lyudmyla, Parasyuk Oleg and Mudring Anja-Verena. New cation-disordered quaternary selenides Tl2Ga2TtSe6 (Tt = Ge, Sn). Z. Naturforsch. 2020. 75(1–2)b. P. 135-142.
Daniel Friedrich, Hye Ryung Byun, Shiqiang Hao, Shane Patel, Christopher Wolverton, Joon Ik Jang, and Mercouri G. Kanatzidis Layered and Cubic Semiconductors AGaM Q4 ( A+ = K+, Rb+, Cs+, Tl+; M 4+ = Ge4+, Sn4+; Q2- = S2-, Se2-) and High Third-Harmonic Generation. J Am Chem Soc. 2020. 142(41):17730-17742.
Parasyuk O.V., Babizhetskyy V.S., Khyzhun O.Y. et al. Novel quaternary TlGaSn2Se6 single crystal as promising material for laser operated infrared nonlinear optical modulators. Crystals. 2017. 7(341).
Khyzhun O.Y., Parasyuk O.V., Tsisar O.V., Piskach L.V., Myronchuk G.L., Levytskyy V.O., Babizhetskyy V.S. New quaternary thallium indium germanium selenide TlInGe2Se6: Crystal and electronic structure. Journal of Solid State Chemistry. 2017. 254. P. 103-108.
Davydyuk G.E., Khyzhun O.Y., Reshak A.H., Kamarudin H., Myronchuk G.L., Danylchuk S.P., Fedorchuk A.O., Piskach L.V., Mozolyuk M.Yu., Parasyuk O.V. Photoelectrical properties and the electronic structure of Tl1‑xIn1‑xSnxSe2 (x=0, 0.1, 0.2, 0.25) single crystalline alloys. Phys. Chem. Chem. Phys. 2013. 15. P. 6965-6972.
Myronchuk G.L., Davydyuk G.E., Parasyuk O.V., Khyzhun O.Y., Andrievski R.A., Fedorchuk A.O., Danylchuk S.P., Piskach L.V., Mozolyuk M.Yu. Tl1-xIn1-xSnxSe2 (x=0, 0.1, 0.2, 0.25) single-crystalline alloys as promising non-linear optical materials. J. Mater. Sci: Mater. Electr. 2013. 24. P. 3555-3563.
Махновець Г.В., Мирончук Г.Л., Парасюк О.В. Оптичні властивості кристалів системи Tl1‑xGa1-xSnxSe2 (x=0,05; 0,1). Науковий вісник Чернівецького університету. Хімія. 2016. 781. С. 75-79.
Парасюк О., Піскач Л., Мирончук Г., Замуруєва О., Махновець Г., Цісар О., Бабіжецький В., Левицький В. Одержання кристалів TlGa(In)Se2 та вплив катіонного заміщення на їхні фізичні параметри. Праці наукового товариства ім. Шевченка. Хімічні науки. 2017. 48. С. 64-74.
Tsisar O.V., Piskach L.V., Marushko L.P., Kadykalo E.M., Myronchuk G.L., Makhnovetz A., Denysyuk M., Reshakd A.H., El-Naggar A.M., Albassamg A.A., Kityk I.V. Optical features of novel semiconducting crystals Tl1‑xGa1–xSnxSe2 (x=0.05; 0.1). Optik. 2020. 206. 163572(8).
Кажукаускас В., Мирончук Г.Л., Гарбачаускас Р., Парасюк О.В., Савіцкі С., Новосад О.В., Данильчук С.П., Піскач Л.В. Низькотемпературна фотопровідність та термостимульована провідність монокристалів Tl1‑xIn1‑xSnxSe2. Сенсорна електроніка та мікросистемні технології. 2018. 15(1). C. 53-62.
Novosad O., Myronchuk G., Danylchuk S., Zamurueva O., Piskach L., Kityk I., Piasecki M., Tsisar O. Specific Features of Photoconductivity of Tl1‑xIn1‑xSnxSe2 Monocrystals at Low Temperatures. Physics and Chemistry of Solid State. 2019. 20(1). P. 50-55.
Махновець Г.В., Мирончук Г.Л., Парасюк О.В. Оптичні властивості кристалів системи Tl1-xGa1-xSnxSe2 (x=0,05; 0,1). Науковий вісник Чернівецького університету: Зб. наук. праць.: Хімія. Чернівці: Чернівецький національний університет, 2016. 781. С. 75-80.
Zamurueva O.V., Myronchuk G.L., Ozga K., Szota M., El-Naggar A.M., Albassam A.A., Parasyuk O.V., Piskach L.V., Kityk I.V. Transport phenomena in the single crystals Tl1-xIn1-xGexSe2 (x=0.1, 0.2). Archives of Metallurgy and Materials. 2015. 60(3). P. 2025-2028.
Myronchuk G.L., Danylchuk S.P., Zamurueva O.V., Piskach L.V., Kityk I.V., Piasecki M.V., Tsisar O.V. Особливості фотопровідність монокристалів Tl1-xIn1-xSnxSe2 при низьких температурах. Фізика і хімія твердого тіла. 2019. 20(1). С. 50-55.
