Search

The purpose of the study was to determine the interaction in the systems based on the compounds AgSbP2Se6 and AgSbSe2 (Sb4(P2Se6)3). To achieve the goal, 13 samples were synthesized in the AgSbP2Se6 – AgSbSe2(Sb4(P2Se6)3) systems. Synthesis was carried out in evacuated up to 0.13 Pa quartz ampoules. The initial materials were pre-synthesized AgSbP2Se6, AgSbSe2 and Sb4(P2Se6)3. Their synthesis was carried out from high purity elementary components taken in a stoichiometric ratio. The maximum temperature of synthesis was 40-50 K above the melting point of components, including the products of interaction. Homogenizing annealing was conducting at the temperature 573 K for 120 hours. The identification was carried out by differential thermal analysis (DTA) and X-ray powder diffraction (XRD) (DRON 4.07, Cu Kα radiation). Synthesis of alloys was carried out in a similar way. The maximum temperature of the synthesis was 900 K. Annealing was carried out at 573 K for 240 hours. The obtained samples were investigated by DTA and XRD methods. The AgSbP2Se6 – AgSbSe2 system belongs to the eutectic type with boundary solid solutions based on the starting components. The solubility on the AgSbP2Se6 side is about 5 mol.%, and on AgSbSe2 – about 8 mol.%. The primary crystallization lines in the system intersect at the eutectic point with coordinates 724 K, ~ 33 mol.% AgSbSe2. The homogeneity region of AgSbSe2 with increasing temperature is strongly expanding and at an eutectic temperature up to 30 mol.%, whereas this is not observed for AgSbP2Se6. The synthesized samples in AgSbP2Se6 – Sb4(P2Se6)3 system were compact ingots with a rather dim metallic shine. The indexing of the X-ray powder diffractograms show that two phases AgSbP2Se6 and Sb4(P2Se6)3 are exist in the system. On the thermograms of samples two endothermic effects were observed. The temperature of the low-temperature endothermic effect practically did not change in the whole concentration range (5 – 95 mol.%), which indicated the eutectic interaction. Invariant eutectic point is located on the side of Sb4(P2Se6)3, its coordinates are 646 K, ~ 96 mol.% Sb4(P2Se6)3. The solubility areas based on the initial components at annealing temperature do not exceed 5 mol%., Метою дослідження було визначення характеру взаємодії в системах на основі сполук AgSbP2Se6 і AgSbSe2(Sb4(P2Se6)3). Для досягнення поставленої мети в системах AgSbP2Se6 – AgSbSe2 (Sb4(P2Se6)3) синтезовано по 13 зразків. Синтез проводили в вакуумованих до 0,13 Па кварцових ампулах. Вихідними компонентами були попередньо синтезовані AgSbP2Se6, AgSbSe2 і Sb4(P2Se6)3. Їх синтез здійснювали з елементарних речовин високої чистоти, взятих у стехіометричних співвідношеннях. Максимальна температура синтезу була на 40-50 К вище температури плавлення компонентів, включаючи продукти взаємодії. Гомогенізуючий відпал проводився при температурі 573 К протягом 120 годин. Ідентифікацію проводили за допомогою диференціального термічного аналізу (ДТА) і рентгенівського фазового аналізу (РФА) (ДРОН 4.07, Cu Kα випромінювання). Синтез сплавів проводили аналогічним чином. Максимальна температура синтезу становила 900 К. Відпал проводили при 573 K протягом 240 годин. Отримані зразки досліджували методами ДТА і РФА. Система AgSbP2Se6 – AgSbSe2 належить до евтектичного типу з граничними твердими розчинами на основі вихідних компонентів. Розчинність зі сторони AgSbP2Se6 становить близько 5 мол.%, а AgSbSe2 – близько 8 мол.%. Лінії первинних кристалізацій перетинаються в евтектичній точці з координатами 724 К, ~ 33 мол.% AgSbSe2. Область гомогенності AgSbSe2 з підвищенням температури сильно розширюється і при евтектичній температурі складає до 30 мол.%, тоді як для AgSbP2Se6 цього не спостерігається. Синтезовані зразки в системі AgSbP2Se6 – Sb4(P2Se6)3 були компактними злитками з досить тьмяним металевим блиском. Індексація рентгенівських порошкових дифрактограм показує, що в системі існують дві фази AgSbP2Se6 і Sb4(P2Se6)3. На термограммах зразків спостерігалися два ендотермічні ефекти. Температура низькотемпературного ендотермічного ефекту практично не змінювалася в усьому діапазоні концентрацій (5 - 95 мол.%), що вказувало на евтектичний характер взаємодії. Нонваріантна точка евтектики розташована зі сторони Sb4(P2Se6)3, її координати - 646 К, ~ 96 мол.% Sb4(P2Se6)3. Області розчинності на основі вихідних компонентів при температурі відпалу не перевищують 5% мол.%.

Метою даної роботи було встановлення квазібінарних перерізів на основі тетрарної фази TlSbP2Se6 в системі Tl – Sb – P – Se. Для цього необхідно було провести як аналіз літературних даних, так і проведення експериментального дослідження методом Гютлера. В ході дослідження враховувалися лише складні, термічно стабільні сполуки, які реалізуються в системі Tl – Sb – P – Se, а саме: 3 бінарні (Tl2Se, TlSe плавляться конгруентно при 661 K та 603 K та Sb2Se3, з температурою конгруентного плавлення 863 K), 5 тернарних (TlSbSe2 (Тпл = 748 K) і Tl9SbSe6 (Тпл = 743 K) на перерізі Tl2Se–Sb2Se3 тернарної системи Tl–Sb–Se; Tl4P2Se6 (Тпл = 758 K) та Tl3PSe4 (Тпл = 738 K) у потрійній системі Tl–P–Se та Sb4(P2Se6)3 (Тпл = 652 K) у потрійній системі Sb–P–Se) та тетрарна TlSbP2Se6.Таким чином, за участю TlSbP2Se6 і складних сполук в системі можливим є формування восьми квазібінарних систем. Три (TlSbP2Se6 – Tl4P2Se6, TlSbP2Se6 – Sb4(P2Se6)3, TlSbP2Se6 – Tl3PSe4) із восьми можливих квазібінарних систем за участю TlSbP2Se6, не перетинають перерізи на основі стабільних сполук і є квазібінарними відповідно до правил поліедрації. Квазібінарність інших п'яти перерізів вимагала експериментального дослідження. Для цього необхідно було провести синтез і фазовий аналіз зразків у точках перетину відповідних перерізів. Синтез зразків проводили у вакуумованих до 0,13 Па кварцових ампул. Максимальна температура перевищувала на 50 K температуру плавлення найбільш тугоплавкого компонента і становила 900 К. Відпал проводили при 573 K протягом 10 днів. Зразки загартовували у крижану воду. Отримані зразки досліджували методом рентгенівської порошкової дифракції.Фазовий аналіз зразків, що лежать в точках перетину можливих квазібінарних перерізів, підтвердив квазібінарність лише двох (TlSbP2Se6 – TlSbSe2 і TlSbP2Se6 – Sb2Se3) з п'яти можливих систем на основі TlSbP2Se6. Додатково встановлена квазібінарність систем Tl4P2Se6 – TlSbSe2 та Tl3PSe4 – Sb4(P2Se6). Узагальнення цих даних дозволило встановити ряд квазіпотрійних систем.До квазіпотрійних систем відносять системи сформовані трьома квазібінарними системами. За результатом аналізу одержаних та літературних даних щодо взаємодії у системі Tl–Sb–P–Se потрійні системи на основі складних сполук можна умовно поділити на утворені перерізами квазібінарність яких встановлена експериментально (TlSbP2Se6–TlSbSe2–Sb2Se3 та TlSbP2Se6–Tl4P2Se6–TlSbSe2) та сформовані перерізами квазібінарність яких випливає із загальних правил поліедрації. Слід зауважити, що для останніх також необхідним є експериментальне підтвердження квазібінарності системоформуючих перерізів., The purpose of this work was to establish quasibinary cross sections based on the TlSbP2Se6 quaternary phase, in order to study the nature of the physico-chemical interaction in the system Tl–Sb–P–Se. To achieve this, it was necessary to conduct both analysis of literary data and to provide an experimental research using the Gütler method. In the course of the study, only the above complex, thermally stable compounds, which are implemented in the system Tl–Sb–P–Se, were taken into consideration. Thus, with the participation of TlSbP2Se6 and complex compounds in the system, formation of eight quasi-binary systems is possible. Only three (TlSbP2Se6–Tl4P2Se6, TlSbP2Se6–Sb4(P2Se6)3, TlSbP2Se6–Tl3PSe4) of eight possible quasibinary systems based on TlSbP2Se6 do not cross the cross-sections based on stable compounds and are quasibinary according to polyhedration rules. The quasibinarity of the other five sections required an experimental study. For this, it was necessary to carry out synthesis and phase analysis of samples corresponding to the intersection points of the corresponding sections. The synthesis of samples was performed in vacuumed to 0.13 Pa quartz ampoules. The maximum temperature exceeded about for 50 K the melting point of the most refractory component and amounted to 900 K. Annealing was carried out at 573 K for 10 days. The samples were hardened to ice water. The obtained samples were investigated by X-ray powder diffraction (XRD).The phase analysis of samples lying at the points of intersection of possible quasibinary cross sections confirmed the quasibinarity of only two (TlSbP2Se6–TlSbSe2 and TlSbP2Se6–Sb2Se3) from five possible systems involving TlSbP2Se6. Additionally the quasibinarity of Tl4P2Se6–TlSbSe2 and Tl3PSe4–Sb4(P2Se6) was established. The generalization of these data made it possible to establish a number of quasi-ternary systems. To quasiternary systems refer to systems formed by three quasibinary systems. Based on obtained and literature data analysis on the interaction in Tl–Sb–P–Se system quasiternary systems based on complex compounds can be divided into formed by quasibinary sections of which were established experimentally (TlSbP2Se6–TlSbSe2–Sb2Se3 and TlSbP2Se6–Tl4P2Se6–TlSbSe2) and formed by sections the quasibinarity of which follows from the general rules of polyhedration. It should be noted that for the latter it is also necessary to experimentally confirm the quasibinarity of the system-forming cross-sections.

In present work spectral distribution of absorption coefficient in the range of 100 – 300 K was investigated and band gap values evaluated. Parameters of Urbach rule were calculated and linearity of temperature dependence of Urbach energy was showed. Thermo induced piezoelectric effect in a range of 297 - 357 K was investigated. Laser induced kinetics of piezomodule was investigated and absence of irreversible changes was showed. Influence of heating the crystal during laser illuminating on piezoelectric module was adjusted.Keywords: chalcogenides, single crystal, band gap, Urbach rule, piezoelectric effect., У даній роботі досліджено спектральний розподіл коефіцієнта поглинання в діапазоні температур 100 – 300 К, оцінена ширина забороненої зони. Показана експоненційна залежність коефіцієнта поглинання в області краю поглинання, розраховані параметри правила Урбаха. Досліджено температурно- та лазерно- індукований п’єзоелектричний ефект. Скореговано вплив нагріваня монокристалу при освітленні лазером на п’єзоелектричний коефіцієнт.Ключові слова: халькогеніди, монокристали, ширина забороненої зони, правило Урбаха, п’єзоелектричний ефект.

Досліджено електричні, оптичні та фотоелектричні властивості монокристалів тетрарної фази AgGaGe3 Se 8, легованої атомами Cu, In, Si, Sn. Ця сполука − високоомний (~10 -7 −10 -10 Ом -1 см -1 , при Т ≈ 300К) широкозонний напівпровідник (Eg ≈ 2,4 еВ) р-типу провідності з електричними, оптичними і фотоелектричними параметрами, які залежать від природи і концентрації легуючих домішок. Показано, що легування зразка AgGaGe 3 Se 8 з 5 10% концентрацією домішок веде до просвітлення кристала в області вікна пропускання світла (hν < 1,8 еВ). На основі запропонованої фізичної моделі, з врахуванням особливостей невпорядкованих систем, проведено інтерпретацію одержаних експериментальних результатів. ; The electric, optical and photoelectric properties of quaternary phase AgGaGe3 Se 8 single crystals, doped with Cu, In, Si, Sn atoms have been investigated. It has been shown, that the compound is a high resistant (~ 10 -7 −10 -10 Om -1 cm -1 at T ≈ 300 K) wide-band semiconductor (E g ≈ 2,4 eV) that has p-type conductivity and its electric, optical and photoelectric parameters depend on the nature and concentration of the dopant. It is shown that doping of AgGaGe 3 Se 8 with impurity concentration 5−10% leads to the enlightenment of the crystal in the © Кітик І. В., Мирончук Г. Л., Давидюк Г. Є., Якимчук О. В., Парасюк О. В., Хмель М., 2012 РОЗДІЛ I. Фізика твердого тіла. 3, 2012 9 transparency window (h ν < 1,8 eV). On the base of the proposed physical model with provision for the features of disordered systems the interpretation of experimental results has been carried out.