Дослідження структури стекол системи As—Sb—S—I методою КР-спектроскопії
Наведено результати досліджень спектрів комбінаційного розсіяння (КР) світла стекол (As2S3)100−x(SbSI)x (0 ≤ x ≤ 97). Встановлено їх наногетерогенну будову. Матриця стекол, побудована переважно бінарними структурними угрупуваннями AsS3/2, SbS3/2, As(Sb)S3/2, містить певну кількість фраґментів з го...
Saved in:
| Published in: | Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології |
|---|---|
| Date: | 2008 |
| Main Authors: | , , , , |
| Format: | Article |
| Language: | Ukrainian |
| Published: |
Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України
2008
|
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/76203 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Дослідження структури стекол системи As—Sb—S—I методою КР-спектроскопії / В.М.Рубіш, В.О.Стефанович, О.Г. Гуранич, О.В.Горіна, В.В.Рубіш // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2008. — Т. 6, № 4. — С. 1119-1127. — Бібліогр.: 24 назв. — укр. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| _version_ | 1859896934182944768 |
|---|---|
| author | Рубіш, В.М. Стефанович, В.О. Гуранич, О.Г. Горіна, О.В. Рубіш, В. В. |
| author_facet | Рубіш, В.М. Стефанович, В.О. Гуранич, О.Г. Горіна, О.В. Рубіш, В. В. |
| citation_txt | Дослідження структури стекол системи As—Sb—S—I методою КР-спектроскопії / В.М.Рубіш, В.О.Стефанович, О.Г. Гуранич, О.В.Горіна, В.В.Рубіш // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2008. — Т. 6, № 4. — С. 1119-1127. — Бібліогр.: 24 назв. — укр. |
| collection | DSpace DC |
| container_title | Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології |
| description | Наведено результати досліджень спектрів комбінаційного розсіяння (КР)
світла стекол (As2S3)100−x(SbSI)x (0 ≤ x ≤ 97). Встановлено їх наногетерогенну будову. Матриця стекол, побудована переважно бінарними структурними угрупуваннями AsS3/2, SbS3/2, As(Sb)S3/2, містить певну кількість
фраґментів з гомополярними зв’язками (As—As, S—S, Sb—Sb), а також молекулярні асоціяти AsI3 і SbI3. Кристалізація стекол з х > 50 відбувається
за переважним механізмом з виділенням стабільної фази SbSI.
The results of Raman spectra investigations of glasses (As2S3)100−x(SbSI)x
(0 ≤ x ≤ 97) are presented. Their nanoheterogeneous structure is revealed.
Glass matrix is built mainly by binary structural groupings, AsS3/2, SbS3/2,
As(Sb)S3/2, and contains a certain amount of fragments with homopolar bonds
(As—As, S—S, Sb—Sb) as well as molecular associates (AsI3 and SbI3). Glass
crystallization for х > 50 takes place according to predominant mechanism
and with separation of the SbSI stable phase.
Приведены результаты исследований спектров комбинационного рассеяния (КР) света стекол (As2S3)100−x(SbSI)x (0 ≤ x ≤ 97). Установлено их наногетерогенное строение. Матрица стекол построена преимущественно бинарными структурными группировками AsS3/2, SbS3/2, As(Sb)S3/2 и содержит определенное количество фрагментов с гомополярными связями (As—
As, S—S, Sb—Sb), а также молекулярные ассоциаты AsI3 и SbI3. Кристалли-
зация стекол с х > 50 происходит по преимущественному механизму с выделением стабильной фазы SbSI.
|
| first_indexed | 2025-12-07T15:55:27Z |
| format | Article |
| fulltext |
1119
PACS numbers: 61.43.Fs, 61.46.Bc, 77.84.Bw, 78.30.Ly, 78.66.Jg, 81.05.Gc
Дослідження структури стекол системи As—Sb—S—I
методою КР-спектроскопії
В. М. Рубіш, В. О. Стефанович
*, О. Г. Гуранич, О. В. Горіна, В. В. Рубіш
Ужгородський науково-технологічний центр
матеріалів оптичних носіїв інформації ІПРІ НАН України,
вул. Замкові сходи, 4а,
88000 Ужгород, Україна
*Ужгородський національний університет,
вул. Підгірна, 46,
88000 Ужгород, Україна
Наведено результати досліджень спектрів комбінаційного розсіяння (КР)
світла стекол (As2S3)100−x(SbSI)x (0 ≤ x ≤ 97). Встановлено їх наногетероген-
ну будову. Матриця стекол, побудована переважно бінарними структур-
ними угрупуваннями AsS3/2, SbS3/2, As(Sb)S3/2, містить певну кількість
фраґментів з гомополярними зв’язками (As—As, S—S, Sb—Sb), а також мо-
лекулярні асоціяти AsI3 і SbI3. Кристалізація стекол з х > 50 відбувається
за переважним механізмом з виділенням стабільної фази SbSI.
The results of Raman spectra investigations of glasses (As2S3)100−x(SbSI)x
(0 ≤ x ≤ 97) are presented. Their nanoheterogeneous structure is revealed.
Glass matrix is built mainly by binary structural groupings, AsS3/2, SbS3/2,
As(Sb)S3/2, and contains a certain amount of fragments with homopolar bonds
(As—As, S—S, Sb—Sb) as well as molecular associates (AsI3 and SbI3). Glass
crystallization for х > 50 takes place according to predominant mechanism
and with separation of the SbSI stable phase.
Приведены результаты исследований спектров комбинационного рассея-
ния (КР) света стекол (As2S3)100−x(SbSI)x (0 ≤ x ≤ 97). Установлено их нано-
гетерогенное строение. Матрица стекол построена преимущественно би-
нарными структурными группировками AsS3/2, SbS3/2, As(Sb)S3/2 и содер-
жит определенное количество фрагментов с гомополярными связями (As—
As, S—S, Sb—Sb), а также молекулярные ассоциаты AsI3 и SbI3. Кристалли-
зация стекол с х > 50 происходит по преимущественному механизму с вы-
делением стабильной фазы SbSI.
Ключові слова: халькогенідні стекла, спектр комбінаційного розсіяння
світла.
Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології
Nanosystems, Nanomaterials, Nanotechnologies
2008, т. 6, № 4, сс. 1119—1127
© 2008 ІМФ (Інститут металофізики
ім. Г. В. Курдюмова НАН України)
Надруковано в Україні.
Фотокопіювання дозволено
тільки відповідно до ліцензії
1120 В. М. РУБІШ, В. О. СТЕФАНОВИЧ, О. Г. ГУРАНИЧ та ін.
(Отримано 23 листопада 2007 р.)
1. ВСТУП
При дослідженні температурних залежностей діелектричних пара-
метрів (ε і tgδ) халькогенідних стекол на основі сульфойодиду стибію
(системи As2S3—SbSI, As2Sе3—SbSI, GeS2—SbSI), який у кристалічному
стані має сеґнетоелектричні властивості, в інтервалі температур Tg—
Tc (Tg, Tc – температури склування і кристалізації відповідно) були
виявлені аномалії, пов’язані з переходом стекол у полярний стан і
наступною їх кристалізацією [1—5]. Кристалізація стекол супрово-
джується виразним зростанням діелектричної проникности. Дослі-
дження дифрактограм та спектрів комбінаційного розсіяння закрис-
талізованих стекол показали, що структура фази, яка виникає в ма-
триці стекол, відповідає структурі кристалічного SbSI [2, 5, 6]. Да-
ний висновок підтверджується і результатами досліджень темпера-
турних залежностей ε та tgδ закристалізованих зразків. На залежно-
стях ε(Т) і tgδ(Т) в інтервалі температур 250—290 К були виявлені
максимуми, характерні для розмитого сеґнетоелектричного фазово-
го переходу.
Зрозуміло, що виникнення кристалічної фази SbSI у склоподіб-
ній матриці супроводжується суттєвими структурними перетво-
реннями. Однак, на даний час структура халькогенідних стекол і
механізм структурних перетворень, які відбуваються в них при
кристалізації, вивчені недостатньо.
Дана робота присвячена вивченню структури стекол системи As2S3—
SbSI методою КР-спектроскопії та встановленню механізму структур-
них перетворень і природи кристалічних включень в їх матриці.
2. МЕТОДИКА ЕКСПЕРИМЕНТУ
Склоподібні зразки системи As2S3—SbSI готувались методою вакуум-
ного топлення (∼ 0,01 Па) відповідних сумішей компонентів As2S3 та
SbSI. Синтеза шихти SbSI проводилася як із елементарних компоне-
нтів, взятих у стехіометричному співвідношенні, так і з попередньо
приготованих бінарних сполук Sb2S3 та SbI3. Сульфойодид стибію
одержано у вигляді полікристалічного зливку охолодженням гомо-
генізованого протягом 72 год. розтопу від 900 К у режимі вимкненої
печі. Трисульфід арсену у склоподібному вигляді одержаний охоло-
дженням гомогенізованого протягом 48 год. розтопу від 780 К на по-
вітрі. Температури гомогенізації розтопів (As2S3)100−x(SbSI)x складали
780—870 К, а час гомогенізації 24—36 год. Періодично розтопи пере-
мішували. Охолодження більшости розтопів виконувалося на повіт-
рі, а розтопів з х ≥ 80 – у холодній (273 К) воді.
ДОСЛІДЖЕННЯ СТРУКТУРИ СТЕКОЛ СИСТЕМИ As—Sb—S—I МЕТОДОЮ КР 1121
Дослідження показали, що одержані матеріяли є рентґеноаморф-
ними (дифрактограми знімалися на Рентґеновім апараті ДРОН-3 з
використанням CuKα-випромінення (λ = 1,5418 Å)). Не виявлено мі-
крокристалічних включень у стеклах і при спостереженні у поляри-
заційному мікроскопі. Диференційно-термічна аналіза засвідчила
відсутність ефектів кристалізації в стеклах (As2S3)100−x(SbSI)x з вміс-
том SbSI менше 51 мол.%.
КР-спектри одержувалися в 90- і 180-градусній геометрії з вико-
ристанням спектрофотометра ДФС-24 і He—Ne-лазера (λ = 630 нм).
Роздільна здатність складала 1—3 см
−1
при реєстрації в 90-градусній
геометрії і 4 см
−1
– в 180-градусній. Дослідження виконувалися
при кімнатній температурі.
3. РЕЗУЛЬТАТИ ТА ЇХ ОБГОВОРЕННЯ
Спектри комбінаційного розсіяння світла стекол (As2S3)100−x(SbSI)x
наведені на рис. 1. КР-спектри склоподібного As2S3 досліджувались
нами раніше [7—10]. Вони містять інтенсивну смугу при 343 см
−1,
обумовлену коливаннями атомів арсену і сірки у тригональних піра-
Рис. 1. КР-спектри стекол (As2S3)100−х(SbSI)х: х = 5 (1); 10 (2); 20 (3); 30 (4);
40 (5); 50 (6); 90 (7); 97 (8).
1122 В. М. РУБІШ, В. О. СТЕФАНОВИЧ, О. Г. ГУРАНИЧ та ін.
мідах AsS3, низку слабких смуг в ділянці 146—231 см
−1
та 426—493
см−1
та ряд особливостей при 316, 330, 360 та 380 см
−1. Широке плече
в ділянці 380 см
−1
може бути віднесене до взаємодії між пірамідами
AsS3. Слабкі смуги при 146 і 162 см
−1
відносяться до As—S—As коли-
вань. Плече при 316 см
−1
відповідає деформаційним коливанням S—
As—S зв’язків структурних одиниць AsS3. Смуга при 187 см
−1
може
відповідати інтенсивній смузі 186 см
−1
у спектрах кристалів As4S4,
обумовленій As—As-коливаннями.
Гомополярним зв’язкам As—As може бути приписана і достатньо
інтенсивна смуга при 231 см
−1
[11]. Структурним одиницям As4S4 ві-
дповідають і особливості при 300 і 360 см
−1. Слабкі смуги при 426 і
493 см
−1
можуть бути пов’язані з наявністю у структурній сітці скло-
подібного трисульфіду арсену фраґментів кілець S8. Слід відмітити,
що вміст структурних угрупувань з гомополярними зв’язками As—
As та S—S суттєво залежить від умов одержання стекол [7, 10]. Зрос-
тання нерівноважности процесу одержання стекол (від вищих тем-
ператур гомогенізації розтопу і з більшими швидкостями охоло-
дження) призводить до збільшення кількости гомополярних зв’язків
у їх матриці.
Характерною особливістю КР-спектру As2S3 є наявність так звано-
го Бозонового піку, який спостерігається у низькочастотній ділянці
при 25 см
−1
[8, 9], і зв’язаного з кореляційним розміщенням атомів на
масштабах середнього порядку. Визначена в [8] зона структурної ко-
реляції (2R0) трисульфіду арсену складає ∼ 0,66 нм. Діяметер же пі-
раміди AsS3 ∼ 0,66 нм. Це означає, що локальні кластери складають-
ся, як мінімум, з двох пірамід AsS3/2 [3]. Аналіза одержаних даних
дозволяє зробити висновок, що скло As2S3 має наногетерогенну будо-
ву. Його матриця побудована переважно тригональними пірамідами
AsS3, пов’язаних між собою через двічі координовані атоми сірки, і
містить структурні елементи з гомополярними зв’язками As—As та
S—S.
Введення сульфойодиду стибію у склад As2S3 у кількости 2 мол.%
суттєво не впливає на форму і положення максимумів коливних мод у
КР-спектрах складних стекол у порівнянні зі спектром склоподібного
трисульфіду арсену. Спостерігається тільки незначне (3 см
−1) зміщен-
ня максимуму основної смуги в ділянку менших частот. Смуги ж при
187, 231, 493 см
−1, обумовлені наявністю в матриці стекол гомополяр-
них зв’язків As—As і S—S, практично не зазнають змін [12].
Незначними є й зміни положення Бозонового піку з варіяцією
складу. З ростом вмісту сульфойодиду стибію у складі стекол
(As2S3)100−х(SbSI)х він зміщується у сторону менших частот (до 22 см
−1
для скла (As2S3)50(SbSI)50). Однак, зробити коректний висновок про
розмір зони структурної кореляції не видається можливим через від-
сутність даних щодо швидкостей (поперечних і поздовжніх) розпо-
всюдження акустичних хвиль у цих стеклах. Можна тільки припус-
тити, що величина 2R0 багатокомпонентних стекол дещо більша, ніж
ДОСЛІДЖЕННЯ СТРУКТУРИ СТЕКОЛ СИСТЕМИ As—Sb—S—I МЕТОДОЮ КР 1123
у As2S3, оскільки довжини зв’язків Sb—S в піраміді SbS3 (0,25 нм) і
Sb—I в піраміді SbІ3 (0,275 нм) більші, ніж довжини зв’язків As—S в
піраміді AsS3 (0,228 нм) [3].
Подальше збільшення концентрації SbSI призводить до значної
перебудови спектрів (рис. 1). У спектрах КР стекол не проявляється
особливість при 187 см
−1, але з’являються смуги при 168—170 і 205—
209 см
−1, які обумовлені коливаннями зв’язків Sb i I та As і I у триго-
нальних структурних одиницях SbI3 [12—14] та AsI3 [15, 16], інтенси-
вність яких зростає з ростом вмісту йоду. Інтенсивність смуги при
205—209 см
−1
максимальна для скла (As2S3)60(SbSI)40. При х > 40 її ін-
тенсивність закономірно зменшується і для стекол, близьких по
складу до стехіометричного SbSI, вона вироджується в плече (рис. 1,
криві 7, 8).
З ростом вмісту SbSI у складі стекол (As2S3)100−х(SbSI)х проходить
зміщення максимуму основної смуги у низькочастотну область (на-
приклад, для скла (As2S3)3(SbSI)97 (рис. 1, крива 8) він знаходиться
при 312 см
−1) з одночасним її розмиттям. Зміщується у низькочасто-
тну область і смуга, що відповідає структурним одиницям SbI3 (від
170 см
−1
для скла (As2S3)95(SbSI)5 до 151 для скла (As2S3)3(SbSI)97. По-
ложення ж смуги, обумовленої пірамідами AsI3 (205—209 см
−1) прак-
тично не змінюється. В області частот 150—160 см
−1
є активними і ко-
ливні моди, обумовлені наявністю в стибієвмісних стеклах структу-
рних угрупувань з гомополярними зв’язками Sb—Sb [17, 18].
Для склоподібного As2S3 прийнятним є шарувато-ланцюжковий
модель структури [3]. Шари утворені тригональними пірамідами
AsS3/2 і з’єднуються між собою через місткові комплекси As—S—As.
При введенні у трисульфід арсену Sb2S3 відбувається поступова замі-
на атомів As на атоми Sb в структурних одиницях AsS3/2, руйнування
містків As—S—As і утворення змішаних містків As—S—Sb [19]. При
введенні SbSI в As2S3 картина структурних змін дещо інша. У першу
чергу проходить руйнування місткових комплексів As—S—As, про що
свідчить зменшення інтенсивности смуги при 316 см
−1
і її відсутність
для стекол (As2S3)100−x(SbSI)x з х > 10. Не показують спектри КР і на
утворення містків As—S—Sb. Зміщення основної смуги (343 см
−1) у
низькочастотну область і її розмивання свідчать про заміну певної
частини атомів арсену на атоми стибію в пірамідах AsS3 і розупоряд-
кування структурної сітки скла. Цьому процесу сприяє і наявність у
ній значної кількости структурних угрупувань SbI3 i AsI3, концент-
рація яких із збільшенням х зростає. Видно, що в процесах хемічної
взаємодії елементів системи найбільш активним є стибій. При знач-
них концентраціях йоду у складі стекол можлива асоціяція моле-
куль SbI3 у більші ланцюжкові комплекси, які вплітаються у сітку
скла. Підтвердженням цьому може бути зсув смуги, відповідальної
за коливання цих молекуль, у низькочастотну область спектру. Осо-
бливостей, які могли б свідчити про наявність у сітці стекол
(As2S3)100−x(SbSI)x потрійних ланцюжкових структурних одиниць
1124 В. М. РУБІШ, В. О. СТЕФАНОВИЧ, О. Г. ГУРАНИЧ та ін.
SbS2/2I, за допомогою яких побудована кристалічна ґратниця SbSI
[20], у КР-спектрах не виявлено.
Не проявляються такі потрійні структурні угрупування і в КР- та
ІЧ-спектрах стекол (Sb2S3)100−x(SbI3)x [3, 13, 21]. Однак, автори робо-
ти [21] при інтерпретації ІЧ-спектрів зробили висновок, що стекла
заевтектичних складів (х > 25) побудовані із атомових ланцюжків,
у яких кожний атом Sb зв’язаний з двома атомами S та одним ато-
мом І, а атом S з двома атомами Sb (структурна одиниця SbS2/2I).
Структура кристалу SbSI визначається подвійними ланцюжками
[(SbSI)∞]2, які зв’язані між собою силами Ван-дер-Ваальсовими. Два
ланцюжки, які утворюють подвійний ланцюжок, мають ґвинтову
вісь симетрії і з’єднані короткими і міцними зв’язками Sb—S, тобто
стибій одного з них наближений до сірки, яка належить другому ла-
нцюжку[20, 22]. При цьому сили зв’язків між атомами, як і їх заря-
ди, різні у різних площинах. Подвійний ланцюжок формується бага-
тьма елементарними комірками, які складаються з 12 атомів. Відпо-
відно, спрощена комірка містить шість атомів (дві молекулі SbSI).
Всередині ланцюжків хемічний зв’язок має йонно-ковалентний ха-
рактер.
Спектер комбінаційного розсіяння світла полікристалічного SbSI
наведений на рис. 2 (крива 1). Він містить смуги при 318, 157, 138 і
108 см
−1
та ряд фононних смуг в ділянці частот < 100 см
−1. На цьому
Рис. 2. КР-спектри полікристалічних SbSI (1) і SbI3 (2) та закристалізова-
ного протягом 1 год. при Т = 488К скла (As2S3)40(SbSI)60 (3).
ДОСЛІДЖЕННЯ СТРУКТУРИ СТЕКОЛ СИСТЕМИ As—Sb—S—I МЕТОДОЮ КР 1125
ж рисунку (крива 2) наведений КР-спектер полікристалічного SbI3.
Він містить дві інтенсивні смуги при 137 і 157 см
−1
та ряд смуг у ді-
лянці < 100 см
−1.
З рисунків 1 і 2 видно, що положення смуг, які відповідають ко-
ливанням пар атомів Sb та I в тригональних пірамідах SbI3 і пар
атомів Sb та S в пірамідах SbS3, в КР-спектрах стекол
(As2S3)100−x(SbSI)x узгоджуються з положенням смуг при 157 і 318
см−1
відповідно в спектрах полікристалів SbSI та SbI3. Для стекол
системи Sb2S3—SbI3 максимум смуги, що відповідає структурним
угрупуванням SbI3, локалізований в ділянці ∼ 165 см
−1, а смуги,
обумовленої тригональними пірамідами SbS3 – в ділянці 290—307
см−1
[3, 13]. Одержані результати дозволяють зробити висновок про
«квазиевтектичну» (наногетерогенну) будову стекол системи Sb2S3—
SbI3. Сітка скла побудована в основному тригональними пірамідами
SbS3/2, у якій знаходяться окремі молекулі SbI3 або, що ймовірно
(зважаючи на будову кристалів SbI3 [23]), асоціяти на їх основі.
Якщо у цих стеклах і можливе утворення ланцюжків, то це є лан-
цюжки, утворені молекулями SbI3 і вплетені у сітку на основі піра-
мід SbS3/2. На користь молекулярного характеру взаємодії між еле-
ментами «квазіевтетики» свідчать і порівняно низькі температури
склування стекол (Sb2S3)x(SbI3)100−х [3, 24].
Аналогічний висновок можна зробити і по відношенню до стекол
системи As2S3—SbSI. У побудові їх структурної сітки беруть участь
тільки бінарні структурні угрупування AsS3/2, SbS3/2, As(Sb)S3/2,
AsI3, SbI3, а також невелика кількість структурних фраґментів з
гомополярними зв’язками.
На рисунку 2 (крива 3) наведений типовий для всіх досліджених
матеріялів КР-спектер закристалізованого протягом 1 год. при
Т = 488 К (ця температура відповідає максимуму екзотермічного
ефекту) скла (As2S3)40(SbSI)60. Спектер закристалізованого скла міс-
тить гострі смуги при 109, 140 і 319 см
−1, які практично співпадають
з положенням смуг у полікристалічному SbSI (рис. 2, крива 1). Фо-
нонні смуги в ділянці частот < 100 см
−1
в КР-спектрах закристалізо-
ваних стекол проявляються дуже слабко через значне Релейове роз-
сіяння. Одержані дані свідчать про подібність структури кристаліч-
них включень, які формуються в матриці стекол (As2S3)100−x(SbSI)x з
х > 50 при відпалі, та полікристалів SbSI.
Механізм утворення кристалічних включень в матриці скла мо-
жна представити таким чином. Як відмічалося вище, матриця сте-
кол даної системи побудована бінарними структурними угрупуван-
нями AsS3, SbS3, As(Sb)S3, AsI3, SbI3. Наявність декількох типів
структурних угрупувань в структурній сітці призводить до їх взає-
модії, деформації і, як наслідок, до значної нееквівалентности дов-
жин і сил зв’язків між атомами.
При нагріванні змішаних стекол лабільність структурної сітки ще
1126 В. М. РУБІШ, В. О. СТЕФАНОВИЧ, О. Г. ГУРАНИЧ та ін.
більше зростає і в інтервалі температур Tg—Tc стає можливим розрив
і перемикання хемічних зв’язків Sb—S, Sb—I, As—I та інших у вказа-
них бінарних структурних угрупуваннях. Даний процес супрово-
джується дифузією атомів на відстані порядку міжатомових. У ре-
зультаті утворюються потрійні ланцюжкові угрупування, характер-
ні для кристалічного SbSI. При температурах, близьких до темпера-
тури початку кристалізації, і при малих часах відпалу розміри утво-
рених у склоподібній матриці кристалів незначні, і одержується сеґ-
нетоелектрична нанокераміка [2, 6]. У цьому випадку, напевно, роз-
міри нанозерен порядку кореляційної довжини і, відповідно, діелек-
трична проникність змінюється порівняно слабко. Підвищення тем-
ператури і часу відпалу призводить до зростання розмірів зерен і сут-
тєвого збільшення діелектричної проникности [4]. При цьому атоми,
які формують ланцюжкові угрупування, дифундують на значні від-
стані. Даний висновок підтверджується результатами дослідження
дифрактограм і КР-спектрів закристалізованих стекол [5, 6]. При
збільшенні температури і часу відпалу інтенсивність рефлексів на
дифрактограмах зростає, а їх півширина зменшується. Аналогічно
ведуть себе і спектри комбінаційного розсіяння світла закристалізо-
ваних стекол, причому при значних часах відпалу проявляються фо-
нонні смуги в області спектру ω ≤ 100 см
−1. Це свідчить про зростання
розмірів кристалів SbSI у склоподібній матриці і їх структурне упо-
рядкування [3, 6].
4. ВИСНОВКИ
В результаті досліджень спектрів комбінаційного розсіяння світла
стекол системи As2S3—SbSI встановлено, що вони мають наногетеро-
генну будову. Їх матриця побудована тільки бінарними структурни-
ми одиницями As(Sb)S3 та As(Sb) I3 і містить незначну кількість мо-
лекулярних фраґментів з гомополярними зв’язками. При нагріванні
стекол з вмістом SbSI понад 50 мол.% в інтервалі температур Tg—Tc
проходить розрив і перемикання хемічних зв’язків As—S, Sb—S, As—
І, Sb—І у бінарних структурних угрупуваннях з утворенням потрій-
них ланцюжкових угрупувань SbS2/2I, характерних для кристалів
SbSI.
ЦИТОВАНА ЛІТЕРАТУРА
1. V. M. Rubish, J. of Optoelectronics and Advanced Mater., 3, No. 4: 941 (2001).
2. В. М. Рубіш, О. Г. Гуранич, Д. С. Леонов, Наносистеми, наноматеріали,
нанотехнології, 3, № 4: 911 (2005).
3. А. П. Шпак, В. М. Рубіш, Склоутворення і властивості сплавів в халько-
генідних системах на основі миш’яку та сурми (Київ: ІМФ НАНУ: 2006).
4. В. М. Рубіш, Сенсорна електроніка і мікросистемні технології, 1: 62 (2007).
ДОСЛІДЖЕННЯ СТРУКТУРИ СТЕКОЛ СИСТЕМИ As—Sb—S—I МЕТОДОЮ КР 1127
5. A. P. Shpak, V. V. Rubish, and V. M. Rubish, Abstr. Intern. Meeting on Mate-
rials for Electronic Applications–‘IMMEA-2007’ (2007, Marrakech, Mo-
rocco), p. 57.
6. В. М. Рубіш, Фізика і хімія твердого тіла, 8, № 1: 41 (2007).
7. В. М. Рубіш, Я. П. Куценко, О. Ю. Полтавцев и др., Тр. МЭИ, 667: 31 (1993).
8. В. М. Рубіш, В. О. Стефанович, В. В. Рубіш та ін., Металлофиз. новейшие
технол., 28, № 5: 643 (2006).
9. V. M. Rubish, O. G. Guranich, and V. V. Rubish, Photoelectronics, 16: 41
(2007).
10. М. Ю. Риган, П. П. Штець, В. В. Рубіш та ін., Реєстрація, зберігання та
обробка даних, 9, № 3: 145 (2007).
11. D. G. Georgiev, P. Boolchand, and K. A. Jackson, Phil. Mag., 83, No. 25: 2941
(2003).
12. V. M. Rubish, O. G. Guranich, and V. O. Stefаnovich, Mat. Intern. Meeting
‘Clusters and Nanostructured Materials (CNM’2006)’ (2006, Uzhgorod,
Ukraine), р. 319.
13. В. М. Рубіш, П. П. Штець, В. В. Рубіш, Д. Г. Семак, Наук. вісник Ужгород.
ун-ту. Сер. Фізика, 7: 58 (2000).
14. V. Rubish, I. Yurkin, V. Malesh et al., Proc. SPIE, 2648: 531 (1995).
15. L. Koudelká and M. Pisárčik, Solid State Communs, 41, No. 1: 115 (1982).
16. L. Koudelká and M. Pisárčik, J. Non-Cryst. Solids, 64, № 1: 87 (1984).
17. В. М. Рубиш, В. О. Стефанович, П. П. Штец и др., ЖПС, 52, № 1: 53 (1990).
18. В. М. Рубіш, А. П. Шпак, В. І. Малеш, Наносистеми, наноматеріали, на-
нотехнології, 3, вип. 2: 425 (2007).
19. F. Sava, J. of Optoelectronics and Advanced Mater., 3, No. 2: 425 (2001).
20. J. Grigas, E. Talic, and V. Lasauskas, Ferroelectrics, 284: 147 (2003).
21. В. С. Герасименко, В. П. Захаров, И. М. Миголинец, М. Ю. Сичка, УФЖ, 20,
№ 11: 1859 (1975).
22. V. Lazauskas, V. Nelkinas, J. Grigas et al., Lithuanian J. of Physics, 46, No. 2:
205 (2006).
23. Р. Ф. Ролстен, Иодидные металлы и иодиды металлов (Москва: Металлур-
гия: 1968).
24. V. M. Rubish, M. V. Dobosh, H. H. Shtets et al., J. Phys. Studies, 8, No. 2: 178
(2004).
|
| id | nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-76203 |
| institution | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| issn | 1816-5230 |
| language | Ukrainian |
| last_indexed | 2025-12-07T15:55:27Z |
| publishDate | 2008 |
| publisher | Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України |
| record_format | dspace |
| spelling | Рубіш, В.М. Стефанович, В.О. Гуранич, О.Г. Горіна, О.В. Рубіш, В. В. 2015-02-08T18:21:25Z 2015-02-08T18:21:25Z 2008 Дослідження структури стекол системи As—Sb—S—I методою КР-спектроскопії / В.М.Рубіш, В.О.Стефанович, О.Г. Гуранич, О.В.Горіна, В.В.Рубіш // Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології: Зб. наук. пр. — К.: РВВ ІМФ, 2008. — Т. 6, № 4. — С. 1119-1127. — Бібліогр.: 24 назв. — укр. 1816-5230 PACS numbers: 61.43.Fs, 61.46.Bc, 77.84.Bw, 78.30.Ly, 78.66.Jg, 81.05.Gc https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/76203 Наведено результати досліджень спектрів комбінаційного розсіяння (КР) світла стекол (As2S3)100−x(SbSI)x (0 ≤ x ≤ 97). Встановлено їх наногетерогенну будову. Матриця стекол, побудована переважно бінарними структурними угрупуваннями AsS3/2, SbS3/2, As(Sb)S3/2, містить певну кількість фраґментів з гомополярними зв’язками (As—As, S—S, Sb—Sb), а також молекулярні асоціяти AsI3 і SbI3. Кристалізація стекол з х > 50 відбувається за переважним механізмом з виділенням стабільної фази SbSI. The results of Raman spectra investigations of glasses (As2S3)100−x(SbSI)x (0 ≤ x ≤ 97) are presented. Their nanoheterogeneous structure is revealed. Glass matrix is built mainly by binary structural groupings, AsS3/2, SbS3/2, As(Sb)S3/2, and contains a certain amount of fragments with homopolar bonds (As—As, S—S, Sb—Sb) as well as molecular associates (AsI3 and SbI3). Glass crystallization for х > 50 takes place according to predominant mechanism and with separation of the SbSI stable phase. Приведены результаты исследований спектров комбинационного рассеяния (КР) света стекол (As2S3)100−x(SbSI)x (0 ≤ x ≤ 97). Установлено их наногетерогенное строение. Матрица стекол построена преимущественно бинарными структурными группировками AsS3/2, SbS3/2, As(Sb)S3/2 и содержит определенное количество фрагментов с гомополярными связями (As— As, S—S, Sb—Sb), а также молекулярные ассоциаты AsI3 и SbI3. Кристалли- зация стекол с х > 50 происходит по преимущественному механизму с выделением стабильной фазы SbSI. uk Інститут металофізики ім. Г.В. Курдюмова НАН України Наносистеми, наноматеріали, нанотехнології Дослідження структури стекол системи As—Sb—S—I методою КР-спектроскопії Investigation of Structure of As–Sb–S–I System Glasses by Raman Spectroscopy Method Article published earlier |
| spellingShingle | Дослідження структури стекол системи As—Sb—S—I методою КР-спектроскопії Рубіш, В.М. Стефанович, В.О. Гуранич, О.Г. Горіна, О.В. Рубіш, В. В. |
| title | Дослідження структури стекол системи As—Sb—S—I методою КР-спектроскопії |
| title_alt | Investigation of Structure of As–Sb–S–I System Glasses by Raman Spectroscopy Method |
| title_full | Дослідження структури стекол системи As—Sb—S—I методою КР-спектроскопії |
| title_fullStr | Дослідження структури стекол системи As—Sb—S—I методою КР-спектроскопії |
| title_full_unstemmed | Дослідження структури стекол системи As—Sb—S—I методою КР-спектроскопії |
| title_short | Дослідження структури стекол системи As—Sb—S—I методою КР-спектроскопії |
| title_sort | дослідження структури стекол системи as—sb—s—i методою кр-спектроскопії |
| url | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/76203 |
| work_keys_str_mv | AT rubíšvm doslídžennâstrukturistekolsistemiassbsimetodoûkrspektroskopíí AT stefanovičvo doslídžennâstrukturistekolsistemiassbsimetodoûkrspektroskopíí AT guraničog doslídžennâstrukturistekolsistemiassbsimetodoûkrspektroskopíí AT gorínaov doslídžennâstrukturistekolsistemiassbsimetodoûkrspektroskopíí AT rubíšvv doslídžennâstrukturistekolsistemiassbsimetodoûkrspektroskopíí AT rubíšvm investigationofstructureofassbsisystemglassesbyramanspectroscopymethod AT stefanovičvo investigationofstructureofassbsisystemglassesbyramanspectroscopymethod AT guraničog investigationofstructureofassbsisystemglassesbyramanspectroscopymethod AT gorínaov investigationofstructureofassbsisystemglassesbyramanspectroscopymethod AT rubíšvv investigationofstructureofassbsisystemglassesbyramanspectroscopymethod |