ДІАГРАМИ СТАНУ СИСТЕМ С2ІІІX3 – DIVX2 (СІІІ – As, Sb, Bi; DIV – Ge, Sn; X – S, Se)

Анотація

У роботі представлено результати експериментальних досліджень фазових діаграм квазіподвійних систем типу С2ІІІX3 – DIVX2, де СІІІ – As, Sb, Bi; DIV – Ge, Sn; X – S, Se. Синтез зразків здійснено із високочистих простих речовин шляхом прямого сплавляння у вакуумованих ампулах; максимальна температура 1170 К. Для ідентифікації фаз, визначення складу та характеру фазових переходів застосовано методи порошкового рентгенофазового та диференційно-термічного аналізів. Побудовано та проаналізовано діаграми стану, які характеризуються різними типами нонваріантних процесів: перитектичним та евтектичним. У сульфідній системі As2S3 – GeS2 встановлено перитектичний тип взаємодії (при 722 К) з обмеженою взаємною розчинністю компонентів у твердому стані; у аналогічній селеновмісній системі As2Sе3 – GeSе2 спостерігається евтектичний тип взаємодії (618 К, 20 мол. % GeSе2). У системі Sb2S3 – GeS2 виявлено евтектичний тип взаємодії з евтектичною точкою при 747 К і 35 мол.% GeS2; зафіксовані склоподібні та склокристалічні фази у проміжному діапазоні складів, що свідчить про тенденцію до склоутворення. Селенідна система Sb2Se3 – GeSe2 аналогічно демонструє евтектичну взаємодію з координатами евтектичної точки: 757 К, 58 мол. % GeSe2; відсутність твердих розчинів та склоподібного стану. Переріз Bi2S3 – GeS2 також належить до евтектичного типу (860 К; 52 мол. % GeS2) з утворенням твердих розчинів на основі вихідних компонентів. В системах з участю станум (IV) сульфіду та селеніду зафіксовано евтектичні: As2Se3 – SnSe2 (при 640 К, 19 мол. % SnSе2), Sb2S3 – SnS2 (при 737 К, 65 мол.% Sb2S3), Sb2Se3 – SnSe2 (при 773 К, 50 мол.% SnSe2), Bi2S3 – SnS2 (при 938 К, 42 мол.% SnS2), Bi2Se3 – SnSe2 (при 831 К, 67 мол.% SnSe2) та перитектичний As2S3 – SnS2 (при 727 К) типи взаємодії. У системі Sb2S3 – SnS2 ідентифікована тернарна фаза Sb2SnS5, що утворюється інконгруентно за реакцією L + SnS2 ↔ Sb2SnS5 при 765 К, тоді як у селенідних системах тернарні фази не виявлено, що вказує на вплив хімічного зв’язку та структурних факторів на стабільність фаз. Окрім цього в окремих системах зафіксовано евтектоїдні та перитектоїдні перетворення, що пов’язані з фазовими переходами GeS2 та SnS2. Отримані результати є важливими для подальшого дослідження квазіпотрійних систем на основі вказаних бінарних сполук і створення матеріалів з контрольованими властивостями для електроніки, фотоніки та енергетики.