Введение к работе
Актуальность_теш.Поиск и создание научных осиов синтеза новых материалов, в частности полупроводниковых, обладающих, разнообразными сочетаниями полезных физических и физико-химических свойств - актуальная задача современного химического материаловедения. Среда перспективных полупроводниковых материалов важное место занимают слошіке халькогениды таллия. Ряд соединений этого класса обладают высокой фоточувствнтелькостьь, сильный пьезоэф-фектом, хорошими оптоакустическиш свойствами. Некоторые трехкоі.1-понектные халькогениды таллия используются ь качестве оптических волноводов, фильтров и модуляторов, а такіае в устройствах сканирования свеїа и линий задержки.
В связи с вышеизложенным изучению ТриЙіКХ и оолее сложных халькогенидных систем на основе таллия посвяшено, особенно за последние 10-15 лет, значительной число исследований.
Систематические исследования в этой области проводятся на кафедре физической и коллоидной химии Бакинского Госуниверситета, где успешно развивается направление комплексного изучения фазовых равновесии и термодинамических свойств тройных полупроводниковых систем. В частности, построены Т-х-у диаграммы систем типа ТІ -tle-халькоген, методом э.д.с. вычислены термодинамические характеристики тройных соединений. В результате этих исследований в системах Hg-TL-Se (Те J , 7l-Sn-Te f Ті- Pb - Se (Те) обнаружены фазы переменного состава с широкими областями гомогенности. Твердые растворы всегда вызывали повышенный интерес у исследователей, дій связано с тем, что изменение их состава приводит, как правило, к непрерывному изменению свойств. Поэтому применение методов направленного синтеза позволяет управлять изменением свойств материалов на основе твердых растворов.
Создание научных основ получения сложных фаз переменного состава базируется на фундаментальных физико-химических характеристиках, важнейшими среди которых являются диаграммы фазовых равновесии и термодинамические функции соответствующих систем.
Однако, анализ литературных данных показывает, что термодина-мисеские свойства халькогенидных фаз переменного состава, в частности вышеуказанных систем, практически не изучены. Кроме того, особенности систем TL -Р'Ь-Х в области составов Tl~1LzX-РЬХ-РЬ таковы, что традиционные методы (ДТА, РМ, шжроотруктурный
-ч-
анализ) не позволяют точко установить границы раздела фазовых областей в твердом состоянии и направления коннодных лшшй мезд, двумя фазами леременного состава.
Учитывая вышеизложенное, основной целью настоящей диссертаці онной работы явилось комплексное исследование областей гомогенне ти, гетерогенных, твердофазных равновесий ж вычисление термодинамических характеристик фаз леременного состава в некоторых трой: системах Ті ~ Н#(л,РЬ}-халькоген и граничных двойных системах TL - Sn(Pb).
для достижения указанной цели доставлены и решены следующие конкретные задачи:
-
Комплексное исследование фазовых равновесий и термодпна-іі ческих свойств двойных систем TL - Sn (Pi>).
-
Уточнение диаграмм твердофазных равиовеоий систем Ti-Hcj-5e(teJ, TL-Sn-Te . TL-Pb-Se (Те.) в областях существования фаз переменного состава со структурой Ч1г5е(Те/к TL5Te3 , а в системах Ті -РУ-Х (x~S,Se/ieJ установление также направления ко* нодных линий мекду твердыми растворами в области составов TL-7LZX-РьХ -РЬ .
3. Изучение термодинамических свойств фаз переменного сост? в указанных тройных системах.
Научная новизна. Получен комплекс взаимосогласованных данн по фазовым равновесиям ж термодинамическим характеристикам дво' ных системі! —Sn(f%i Из измерений э.д.с. вычислены относитель парциальные молярные величины (&CrTL , д HTL fziS,t ) активность и коэффициент активности таллия в сплавах, а также интегральные термодинамические функции образования твердых растворов.
Метод э.д.с. использован для установления направления кош ных линий в двухфазных областях меаду двумя фазами леременного состава. Для этого разработана специальная методика эксперимен которая успешно реализована в системах TL- РЬ-X и TL-Sn-Te
Уточнены области гомогенности фаз переменного состава со
структурой TL2 Se. (Те.) и 7151е3 в тройных системах Hg-T/.-Se^
-[[__ с,п_"]"е і TL-Pb-Se (Те) и вычислены относительные
парциальные термодинамические функции таллия в сплавах. Получе кривые концентрационных зависимостей этих характеристик,.анали которых позволил выявить и объяснить некоторые особенности pat веснах систем. Б частности, в твердых растворах на основе Hcj-7-обнаружено морфотропное 'фазовое превращение, а в системах
TL-SnfPbj-Te выяснены причины кеквазибіліарносш разрезов ll2 ie -SnfPbjTe, характирпзрешхся ооразование-іи конгруэнтно плавящиеся соединений 1іч Sn (PbjTej,.
Драктическан_ценкость. Подученные комплексы данных по фазовые равновесиям и термодинамическим свойствам систем Ті - Sn (РУ) и 7L-Hq(Sn,Pb)-Se(Te) могут быть использованы для разработки методов и выбора условий синтеза двух- и трехкошюнентных фаз заданного состава из областей твердых растворов. Эти данные так&е могут быть включены в соответствующие справочники и банки данных, Предложенный методический прием при использовании измерений э.д.с. концентрационных цепей для установления направлений коннодных линий в двухфазных областях в системах TL-7L2X - РЬХ-РЬ моїуг быть распространены на другие подобные тройные системы.
Дпвобация 2абоїн_іі_пі.оликацЕИ. Основные результаты дцссерти-ции опубликованы в 9 научных работах, доложены и оосуадены на:
УП Всесоюзной конференции "Химия, уазика и техническое применение халькогеныдов". У&город, I988J
УП Всесоюзной конференции по физико-химическому анализу. Фрунзе, 1988 ',
ІУ Всесоюзной конференции "Термодинамика и материаловедение полупроводников". Москва, 1989 I
- У'Всесоюзном совещании "диаграмма состояния металлических
систем", Москва, 1989 ',
ІЇ Всесоюзном совешании по химии и технологии халькогенов и халькогенидов". Караганда, 1990 \
Ш Всесоюзной конференции "Материаловедение халькогенидкых полупроводников". Черновцы, IS9I ;
Объем и структура работы^ Диссертация изложена на 126 страницах. Состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов, списка использованной литературы из 161 наименований, включает 26 рисунков и 18 таблиц.
