Введение к работе
_Актуальность tsmuj_ Актуальность изучения фазових равновесия
в сі.лемах с широкими областями стеклообразования определяется
необходимостью развития представлений о механизме формирования
структуры стекол и установления корреляций изменения их свойств.
В сшзи с этим я стеклообразным полупроводникам все более усили
вается интерес, связанный с решением ряда проблем,твердого тела
и некоторых практических задач. В настоящее время стеклообразные
полупроводники, особенно материалы на основе халькогенидов манья
ка находят все более широкое применение для изготовления детачей
оптических приборов в телевизионной техника, в микроэлектронике
и др. в семидесятых годах предложено использовать халькогенидные
стекла на основе мышьяьа в акустооптических приборах для модуля
ции лазерного излучения. Благодаря большим значениям показателя
преломления, высокой прозрачности в ИК-области спектра и при ус
ловии небольших величин фотоупругих постоянных на этих материа
лах может быть достигнута большая эффективность акустоопт.:ческого
взаимодействия. Для использования этих материалов в акустбоптике
необходимо резкое изменение значения коэффициента затухания ульт
развука, что достигается подбором состава- стекол и высокой чисто
той материала.
Получение новых перспективных стеклообразных материалов с оптическими и фотоэлектрическими характеристиками основано на использовании глубокой'взаимосвязи между диаграммами состояния систем и свойствами стекла. Определение протяженности областей.стек-лообразования в исследуемых системах, изучение фазовых равновесий, а также зависимостей состав-свойство позволяют выявить существование новых фаз и разработать условия их образования, а также осуществить поиск материалов- с заданными параметрами.
В связи с этим следует отметить, что если тройные системи ' типа Ль -Ga - S (Se. .Те) подробно изучены в литературе, то к настоящему времени разнраниониыв системы At5i - везе . Л^Зєі ~ &а-Ъ , Д$г$$- &чЗгг . JSiSe, - Ос Si , Ль}7еі -GcS почт:: не исследоваїш. По эти?,! системам практически отсутствуют сведения о диаграммах фазового равновесия, об образовании стекол и проти-' кенности стеклообразования. Не проводились систематические иосл?- . цовангл растворимости германия во взаимных системах з зависимости от параметров, задающих состояние 'системы, не предпринималась пс-зытки установить взаимосвязь кеаду формой суичстзэзанкя с7екол и
условиями получения г.а.териала. Поэтому не удивительно, что практическая реализация результатов физических :: следований стекол при разработке приборов наталкивается на существенные трудности, единственным путем преодоления которых является создание научных основ технологии на база глубоко физико-хжических исследование.
Настоящая работа являете продолжением систематических исследований стеклообразных халькогенипов, проводимых в лаборатории химии редких элементов Института неорганической и физической химии АН Азербайджана и выполняется в соответствии с координационным планом научно-исследовательских работ ИНФХ. по теме: "Направленный синтез сложных хзлькогенидов, халькогенидных и металлических покрытий на основе редких в переходных элементов".
_Даль' даботы^_ заключается в проведении комплексного физико-химического исследования взаимных систем типа /?ьгХз ~ &еХ' (Хі) (Х= S , Se> Те ). включающих разноименные халькогзігії, построении Т-Х диаграмм, в выявлений общих закономерностей фазообразования в этих системах и использование данных диаграмм ара синтезе новых фаз. а также исследовании их оптических и электрических свойств, достижение глазной цели включает :
систематическое исследование фазовых равновесий з диагональных сечениях тройных взаимных систем ыышьяк-гордании - Х-,,)!- (Хт-Х2- разноименные халькогены), построение их диаграш составит;-; в широком интервале температур и концентраций, установление областей образования новых полупроводниковых стекол, твердых растворов к соединений ;
выявление корреляций между диаграммами состояния и протяженностз областей стеклообразевания ;
изучение пропускной способности полученных соединения и стекол в видимой и ближней ИК-области-спектра ;
исследсванке электрических, фотоэлектрических к акустооптичес-ких свойств полученных фаз с целью рекомендаций к практическому применению этих материалов.
Ка^чная^н^визна^рабэты состоит в том, что на основании про веденных физико-химических исследований впервые выявлен характер фазового взаимодействия з десяти сечениях взаимных тройных спстек A.S., - GeSe '. SsiSs-teSej.'. /?5гв3 тйьТе . ^Se3 ~ СеЬ ,
fisjki - tSeSi . ьеТе± ~&$ег . построены их диаграммы состояния. Установлен характер и условия протекания физико-химических
псоцессов в изученных системах, что яатяатся основой для определения условий"многокомпонентных неорганических стекол, включающих халькогеї'лдн мышьяка.
впервые установлено образование новых четверных соединений состава 3 , Ge3^ Sj 7ё3 , <г,йг Se Те^ , йс^/7^гЪе{7ё^ Ge^iiSi Set/ , Gei^biSY^e^, (hiJstbi T«v , G?zfiSiSe9Tei , GetfistSyTei Ge^SSe^. GejJfsiSiSej, Ge.#sLSi Se . (Js/%dSi7e . Ge. fistScjTe. . определены их физико-химические характеристики.
В указанных взаимных тройных системах определены границы стекол; установлено, что протяженность области существования стекол з ряду сера-, селен- и теллурсодерхащих систем уменьшается; зиятзлена связь между протяженностью областей стеклообразования и физико-химическими и кинетическими свойствами в исследованных системах.
в интервале температур 50-300 К в низкотемпературном адиабатическом калориметре экспериментально определена теплоемкость соединении Gs^s45e Те3 , Ges ALSiTe3 и Get fet S* Se з з твердой фазе, температуры и теплоты их плавлений.
Изучены электрофизические и оптические свойства полученных халькогенидных соединений, твердых растворов и стекол.
^Ісактлчаско^е значение^ состоит в том, что на основе экспериментальных данных установлены режимы синтеза стекол, твердых растворов и четверных соединений, полученных в тройных взаимных системах #ьг&е /УХ-г.Х,. рекомендовано использовать их при разработка технологии получения этих полупроводниковых материалов.
Данные о фазовых диаграммах могут быть включены в справочную литературу.
Стекла на основе /fitSs и ^stSc3являются высокоэффективными фпгочувствигельньшк .материалами и рекомендованы для применения их о качестве фотопроводяссго слоя фоторезпсторов, а стеклообразные вецистза системы Л>АЬз - G-est , обладающие акустооптическими качествами и прозрачностью в ИК-области спектра, рекомендованы для использования в системах оптической обработки информации. _ На_защиту выносятся :
результаты экспериментального исследования фазовых равновесий сечений тройных взаимных систем: Аг5з - GeSe. ( &>Set , GsTe ). ЯзгЗв} -Ce-S (С-пг> , QzTe ).Aj7ei- QnS (GeSe ,&cSt ,G«S<-j).
физико-химический характер образования четверных соединений
CetSii S VSeі , Cst ffit S і Те v, Се^і^е-чТе^, tfe^s, Sy Ге3 , &Яьг S S є s ,
Концентрационная граница степлообразования в указанных системах.
Электрофизические, оптические и акустоодгические свойства соединении, стекол и твердых растворов.
Резистивный и акустосптический л..аТ9рлал на основе /%iSa и
Яь^ві соответственно.
^пробация^работы. основные результаты работы были представлены на научной конференции аспирантов АН Азербайджана (г.Баку, 1990 г.), Ш Всесоюзной научно-технической конференции "Материаловедение халькогенидных полупроводников" (г.Черновцы, 1991 г.), 33 Мзздународном нонгрвссе (Венгрия, 1991 г.), XI конференции по термическому анализу (г.саыара, 1993 г.) и на научных семинарах лаборатории "Химия редких элементов" ИНФХ АН Азербайджана (г.Баку, 1989-1993 гг.).
_Яубсткация аботыд_ По теме диссертации опубликовано б печатных работ, в том числе I статья в журнале , 5 тезисов в материалах конференций.
j06bM и^структу^а рабиы. Диссертационная работа изложена на 178 страницах-машинописного текста, состоит из введения, четырех глав, заключения и выводов, 36 рисунков. 30 таблиц, списка использованной литературы, включающей 170 наименований работ.