ВЗАЄМОДІЯ У КВАЗІПОДВІЙНИХ СИСТЕМАХ НА ОСНОВІ TlSbP2Se6 ТА СПОЛУК СИСТЕМИ Tl2Se–Sb2Se3
Complex chalcogenides display semiconductor properties. In particular, heavy metal compounds that are formed in the Tl2Se-Sb2Se3 system are good thermoelectric materials. At the same time TlSbP2Se6 compound belongs to the family of hexaseleno-hypodiphosphates, which representatives have a number of...
Збережено в:
| Дата: | 2019 |
|---|---|
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | Англійська |
| Опубліковано: |
V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry
2019
|
| Теми: | |
| Онлайн доступ: | https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/35 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
| Назва журналу: | Ukrainian Chemistry Journal |
| Завантажити файл: |  |
Репозитарії
Ukrainian Chemistry Journal| _version_ | 1871465503437881344 |
|---|---|
| author | Sabov, Viktoria Potorij, Мaria Kityk, Iwan Filep, Mykhailo Sabov, Marian |
| author_facet | Sabov, Viktoria Potorij, Мaria Kityk, Iwan Filep, Mykhailo Sabov, Marian |
| author_institution_txt_mv | [
{
"author": "Viktoria Sabov",
"institution": "Research Institute of Solid State Chemistry and Physics, Uzhhorod National University"
},
{
"author": "Мaria Potorij",
"institution": "Department of Inorganic Chemistry, Uzhhorod National University"
},
{
"author": "Iwan Kityk",
"institution": "Faculty of Electrical Engineering, Czestochowa University Technology"
},
{
"author": "Mykhailo Filep",
"institution": "Research Institute of Solid State Chemistry and Physics, Uzhhorod National University"
},
{
"author": "Marian Sabov",
"institution": "Department of Inorganic Chemistry, Uzhhorod National University"
}
] |
| author_sort | Sabov, Viktoria |
| baseUrl_str | https://ucj.org.ua/index.php/journal/oai |
| collection | OJS |
| datestamp_date | 2026-07-22T08:23:40Z |
| description | Complex chalcogenides display semiconductor properties. In particular, heavy metal compounds that are formed in the Tl2Se-Sb2Se3 system are good thermoelectric materials. At the same time TlSbP2Se6 compound belongs to the family of hexaseleno-hypodiphosphates, which representatives have a number of interesting properties (optoelectric, non-linear, etc.) in the near infrared range. The combination of these properties in one material causes some scientific and practical interest, therefore our research was aimed to study the nature of the interaction between TlSbP2Se6 and the thermally stable phases of the Tl2Se-Sb2Se3 system in order to find new promising candidate for applications in electronic devices.
The alloys were prepared from corresponding binary, ternary compounds and quaternary TlSbP2Se6 by a direct one-temperature method in evacuated quartz ampoules at temperatures above the melting point of the initial and final products. The initial compounds were synthesized by the reaction of their high purity component elements in stoichiometric proportion.
According to the results of the research, it was found that cross-sections based on TlSbP2Se6 and the thermally stable compounds of the Tl2Se-Sb2Se3 section are quasibinary: Sb2Se3–TlSbP2Se6 and TlSbSe2–TlSbP2Se6. Tl9SbSe6 – TlSbP2Se6 and Tl2Se - TlSbP2Se6 systems are not quasibinary, instead quasibinary sections Tl2Se-Tl4P2Se6 and Tl9SbSe6-Tl4P2Se6 which crossing their.
The phase equilibrium in Sb2Se3 – TlSbP2Se6 and TlSbSe2 – TlSbP2Se6 systems were studied by common differential thermal analysis (DTA), X-ray powder diffraction (XRD) and microstructure analysis. The eutectic interactions are observed in both systems. The invariant points coordinates are: 77 mol.% TlSbP2Se6, 709 K (system Sb2Se3 – TlSbP2Se6) and 45 mol.% TISbSe2, 680 K (system TlSbSe2 – TlSbP2Se6). Significant boundary solid solutions are formed on the basis of the quaternary compound. Their region extends up to 10 mol% in the system Sb2Se3 – TlSbP2Se6 and to about 18 mol.% in the system TlSbSe2 –TlSbP2Se6 at annealing temperature (573 К). Near the Sb2Se3 and TlSbSe2, the solubility limits do not exceed several mol.%. |
| doi_str_mv | 10.33609/0041-6045.85.3.2019.20-26 |
| first_indexed | 2025-09-24T17:43:28Z |
| format | Article |
| fulltext |
УДК 546.544.016+546.68+546.86+546.18+546.23 doi: 10.33609/0041-6045.85.3.2019.20-26
В.І.Cабов1,2*, М.В.Поторій1, І.В.Кітик3, М.Й.Філеп2, М.Ю.Сабов1
ВЗАЄМОДІЯ У КВАЗІПОДВІЙНИХ СИСТЕМАХ НА ОСНОВІ TlSbP2Se6
ТА СПОЛУК СИСТЕМИ Tl2Se–Sb2Se3
1 Ужгородський національний університет, вул. Підгірна, 46, Ужгород, 88000, Україна
2 Ужгородський національний університет, НДІ фізики і хімії твердого тіла,
вул. Волошина, 54, Ужгород, 88000, Україна
3 Ченстоховський технологічний університет, вул. Армії Крайової,17,
Ченстохова, PL-42201, Польща
* e-mail: vitasabov@gmail.com
Досліджено характер взаємодії у квазіподвійних системах за участю TlSbP2Se6 і стабіль-
них сполук перерізу Tl2Se–Sb2Se3 четверної системи Tl–Sb–P–Se. Встановлено, що пе-
рерізи Tl2Se–TlSbP2Se6 та Tl9SbSe6–TlSbP2Se6 не є квазіподвійними, ними виявились пе-
ретинаючі їх перерізи Tl2Se–Tl4P2Se6 та Tl9SbSe6–Tl4P2Se6. Методами ДТА, РФА та
МСА вивчено фазові рівноваги у квазіподвійних системах Sb2Se3–TlSbP2Se6, TlSbSe2–
TlSbP2Se6. Визначено, що обидві відносяться до евтектичного типу з обмеженою роз-
чинністю. Межа розчинності при температурі відпалу (573 К) зі сторони тетрарної спо-
луки у системі Sb2Se3–TlSbP2Se6 становить до 10 % мол., у системі TlSbSe2–TlSbP2Se6
близько 18 % мол., а з боку Sb2Se3 та TlSbSe2 не перевищує декількох мольних відсотків.
К л ю ч о в і с л о в а: фазова діаграма, квазіподвійна система, фазові рівноваги, евтектич-
на взаємодія, граничні тверді розчини.
ВСТУП. Халькогеніди важких металів про-
являють себе як термоелектричні матеріали.
Зокрема, в системі Tl2Se–Sb2Se3 реалізується
кілька потрійних сполук, структурно спорід-
нених до перспективних термоелектричних ма-
теріалів, а саме TlSbSe2, що належить до спо-
лук типу TlBVCVI (BV – Sb, Be; CVI – Se, Te)
та Tl9SbSe6 – структурний тип Cr5B3, в якому
кристалізуються відомі термоелектричні мате-
ріали складу Tl9BVCVI
6 і Tl4BIVCVI
3 (BIV –
Sn,Pb; BV – Sb, Bi; CVI – Se, Te) [1–4]. Сполу-
ка TlSbP2Se6 відноситься до родини гексаселе-
ногіподифосфатів, представники яких володі-
ють комплексом напівпровідникових власти-
востей в ближньому ІЧ-діапазоні [5–7]. По-
єднання цих властивостей в одному матеріалі
викликає певний науковий та практичний ін-
терес, тому метою нашого дослідження було ви-
вчення під цим кутом характеру взаємодії між
TlSbP2Se6 і термічно стабільними фазами си-
стеми Tl2Se–Sb2Se3. Попередні дослідження
щодо характеру взаємодії у системі Tl–Sb–P
–Se вказували, що, незважаючи на те, що пе-
реріз Tl2Se–Sb2Se3 характеризується наявні-
стю чотирьох термічно стабільних сполук (ви-
хідні та тернарні TlSbSe2 і TlSbSe2), квазіпо-
двійними є тільки дві — Sb2Se3–TlSbP2Se6 та
TlSbSe2–TlSbP2Se6 [8].
ЕКСПЕРИМЕНТ І ОБГОВОРЕННЯ РЕЗУЛЬ-
ТАТІВ . Вихідними компонентами при синтезі
сплавів були відповідні бінарні, тернарні спо-
луки та тетрарна фаза TlSbP2Se6, які синтезу-
вали з елементарних компонентів високої чи-
стоти (талій 000, стибій СУ-000, селен ос.ч.
17–3, фосфор ос.ч. 9–3). Як для одержання ви-
хідних сполук, так і сплавів використовували
прямий однотемпературний метод синтезу.
Вихідні речовини компонували з точністю до
2⋅10–3 г на електронних вагах AD 200. Наваж-
ки вихідних компонентів завантажували в квар-
цові ампули, вакуумували до 0.13 Па і запа-
ювали. Режим синтезу підбирали на основі Т–
© В.І.Cабов, М.В.Поторій, І.В.Кітик, М.Й.Філеп, М.Ю.Сабов , 2019
Неорганічна хімія
20 ISSN 0041-6045. УКР. ХІМ. ЖУРН., 2019, т. 85, № 3
mailto:vitasabov@gmail.com
x-діаграми стану компонентів, які приймали
участь у хімічній взаємодії. Шихту нагрівали
до 950 K і витримували при цій температурі про-
тягом 72 годин для завершення хімічної взає-
модії з утворенням необхідних фаз. Охолод-
жували до температури відпалу зі швидкістю
20–30 K/год. Для сплавів систем відпал прово-
дили при температурі 573 K упродовж 240 го-
дин, потім ампули загартовували у льодяній воді.
Диференціально-термічний аналіз (ДТА)
виконували за стандартною методикою. Термо-
грами записували за допомогою ПК з вико-
ристанням АЦП ADS 1115 (модуль Arduino).
Датчиком температури була комбінована хро-
мель-алюмелева термопара, еталоном — прока-
лений алюміній оксид. Рентгенівський фазо-
вий аналіз (РФА) здійснювали на порошково-
му дифрактометрі ДРОН-4.07, випромінюван-
ня CuKα, з реєстрацією на комп’ютері, мікро-
структурний аналіз (МСА) — на металогра-
фічному мікроскопі Ломо Метам Р-1.
Система Tl2Se–Sb2Se3 та сполука TlSbP2Se6
належать четверній системі Tl–Sb–P–Se. У си-
стемі Tl2Se–Sb2Se3 утворюються чотири спо-
луки [9–11]. Дві з них плавляться конгруен-
тно: TlSbSe2 (730 K) та Tl9SbSe6 (725 K), а
Tl3SbSe3 і TlSb3Se5 перитектично розкладаю-
ться при 625 і 725 K відповідно. Через інкон-
груентний характер плавлення Tl3SbSe3 та
TlSb3Se5 характер фізико-хімічної взаємодії
у системах TlSbP2Se6–Tl3SbSe3 (TlSb3Se5) не
досліджувався. Слід зауважити, що концентра-
ційній площині системи Tl–Sb–P–Se, до якої
належить система Tl2Se–Sb2Se3 та сполука
TlSbP2Se6, також належать фази Tl4P2Se6 та
Sb4(P2Se6)3, що, згідно з літературними дани-
ми, є термічно стабільними [12, 13] (рис. 1).
За даними роботи [8] системи на основі
TlSbP2Se6 і сполук системи Tl2Se–Sb2Se3
перетинаються з перерізами на основі інших
стабільних фаз концентраційної площини
(Tl4P2Se6 та Sb4(P2Se6)3), а фазовий аналіз зра-
зків у точках їх перетину вказував на те, що
системи TlSbP2Se6–Tl2Se (Tl9SbSe6) є неква-
зіподвійними. Щоб переконатися в тому, що
названі системи не є навіть частково квазіпо-
двійними (зокрема у підслідусній частині) на-
ми були синтезовані зразки на перерізах
TlSbP2Se6–Tl2Se (Tl9SbSe6, TlSbSe2, Sb2Se3)
у молярному співідношенні 1:1, що відрізня-
ється від співвідношень, наведених у роботі
[8]. Одержані зразки досліджували методами
ДТА (для встановлення температури відпалу
при дослідженні фазових рівноваг у відпові-
дних системах) та РФА (для встановлення
квазіподвійності за фазовим складом).
Згідно з РФА, дифрактограми зразків си-
стем Sb2Se3–TlSbP2Se6 та TlSbSe2–TlSbP2Se6
характеризуються двома системами рефлек-
сів, що відповідають вихідним сполукам. Сто-
Рис. 1. Концентраційна площина Tl2Se–Sb2Se3–
Sb4(P2Se6)3–Tl4P2Se6 системи Tl–Sb–P–Se.
Рис. 2. Дифрактограми моноклінної модифікації
TlSbSe2 (1) та зразків систем TlSbP2Se6–Tl2Se (2),
TlSbP2Se6–Tl9SbSe6 (3).
Взаємодія у квазіподвійних системах на основі TlSbP2Se6 ...
ISSN 0041-6045. УКР. ХІМ. ЖУРН., 2019, т. 85, № 3 21
совно зразків систем Tl9SbSe6–TlSbP2Se6 та
Tl2Se–TlSbP2Se6, встановлено, що на дифрак-
тограмах наявні рефлекси TlSbSe2, отже, во-
ни не є квазіподвійними (рис. 2).
Узагальнюючи сказане, можна зауважити,
що розглядувана концентраційна площина, ут-
ворена неперетинаючими перерізами на осно-
ві стабільних фаз (Tl2Se, Sb2Se3, Tl4P2Se6,
Sb4(P2Se6)3), поділяється квазіподвійним пе-
рерізом TlSbP2Se6–TlSbSe2 на потрійні вза-
ємні системи Sb2Se3 + TlSbP2Se6 ↔ TlSbSe2 +
Sb4(P2Se6)3 (І) та TlSbP2Se6 + Tl2Se ↔ Tl4P2Se6
+ TlSbSe2 (II). У системі І наявна одна квазі-
подвійна система TlSbP2Se6–Sb2Se3, а у ІІ — дві:
Tl4P2Se6–TlSbSe2 та Tl4P2Se6–Tl9SbSe6 (рис. 3).
Тим самим підтверджено дані [8] про те, що си-
стеми Tl9SbSe6–TlSbP2Se6 та Tl2Se–TlSbP2Se6
не є квазіподвійними. Більше того, однозначно
доведено, що дані системи не є навіть част-
ково квазіподвійними.
Отже, за участю сполуки TlSbP2Se6 та
сполук системи Tl2Se–Sb2Se3 існують лише
дві квазіподвійні системи: Sb2Se3–TlSbP2Se6
та TlSbSe2–TlSbP2Se6.
Для вивчення фізико-хімічної взаємодії у
системі Sb2Se3–TlSbP2Se6 було синтезовано 9
сплавів через 10 % мол. Для уточнення коор-
динат точки нонваріантної рівноваги та меж
розчинності зі сторони TlSbP2Se6 додатково бу-
ло синтезовано ще 3 сплави. Отримані зразки
досліджували методами ДТА, РФА та МСА.
Дані РФА доводять, що зразки всередині си-
стеми є двофазними, крім складу 5 % мол.
Sb2Se3–95 % мол. TlSbP2Se6 (рис. 4).
Результати РФА добре узгоджуються з да-
ними мікроструктурного аналізу. На рис. 5 пред-
ставлено мікроструктуру зразків складів 5 %
мол. Sb2Se3–95 % мол. TlSbP2Se6 (а), 10 % мол.
Sb2Se3–90 % мол. TlSbP2Se6 (б) та 20 % мол.
Sb2Se3–80 % мол. TlSbP2Se6 (в), на яких чітко
видно однофазність та двофазність відповід-
них зразків.
На основі проведених досліджень побудо-
вано діаграму стану системи Sb2Se3–TlSbP2Se6
(рис. 6). Діаграма відноситься до евтектичного
Рис. 4. Дифрактограми вихідних сполук і сплавів
системи Sb2Se3–TlSbP2Se6 : 1 — TlSbP2Se6; 2 — 95 ;
3 — 90; 4 — 10 % мол. TlSbP2Se6; 5 — Sb2Se3.
Рис. 3. Квазіподвійні системи концентраційної
площини Tl4P2Se6–Sb4(P2Se6)3–Sb2Se3–Tl2Se.
Рис. 5. Мікроструктура зразків системи
TlSbP2Se6–Sb2Se3.
В.І.Cабов, М.В.Поторій, І.В.Кітик, М.Й.Філеп, М.Ю.Сабов
22 ISSN 0041-6045. УКР. ХІМ. ЖУРН., 2019, т. 85, № 3
типу. Гілки первинних кристалізацій вихідних
компонентів перетинаються в евтектичній точ-
ці із координатами 77 % мол. TlSbP2Se6, 709 K.
Область гомогенності зі сторони TlSbP2Se6 скла-
дає до 10 % мол. при температурі відпалу.
Для дослідження фізико-хімічної взаємо-
дії у системі TlSbSe2–TlSbP2Se6 синтезовано 9
зразків через 10 % мол. Одержані зразки дос-
ліджували методами ДТА та РФА. У системі
TlSbSe2–TlSbP2Se6, в концентраційному інтер-
валі 10–80 % мол. TlSbP2Se6, наявні дві сис-
теми рефлексів, що відповідають вихідним
сполукам (рис. 7), а зразок із вмістом 90 % мол.
TlSbP2Se6 виявився однофазним.
За узагальненими даними ДТА та РФА
побудовано відповідну діаграму стану (рис. 8).
Фазова діаграма системи TlSbSe2–TlSbP2Se6
— евтектичного типу з областями граничних тве-
рдих розчинів на основі вихідних сполук. Лік-
відус системи складається з двох частин: кри-
вої первинної кристалізації α-твердих розчи-
нів на основі TlSbP2Se6 у концентраційному
інтервалі 0–45 % мол. TlSbSe2 та γ-твердих роз-
чинів на основі низькотемпературної модифі-
кації TlSbSe2 (55–100 % мол. TlSbSe2). Гіл-
ки первинних кристалізацій перетинаються в
нонваріантній евтектичній точці з координа-
тами 45 % мол. TISbSe2, 680 K (L ↔ α + γ).
Взаємодія компонентів у системі усклад-
нюється наявністю поліморфного перетворен-
ня TISbSe2, що зумовлює появу ще однієї нон-
варіантної точки з координатами ≈ 85 % мол.
TlSbSe2, 651 ± 5 K (евтектоїдний процес γ′ ↔
Рис. 6. Фазова діаграма системи Sb2Se3–TlSbP2Se6 :
α – фаза на основі Sb2Se3, β – на основі TlSbP2Se6,
L – розплав.
Рис. 7. Дифрактограми вихідних сполук та сплавів
системи TlSbSe2–TlSbP2Se6 : 1 — TlSbP2Se6; 11 —
TlSbSe2; 2–10 — зразки із вмістом від 90 до 10 %
мол. TlSbP2Se6 через 10 % мол.
Рис. 8. Фазова діаграма стану системи TlSbSe2–
TlSbP2Se6 : α – фаза на основі TlSbP2Se6, γ, γ ′ – на
основі низькотемпературної та високотемператур-
ної модифікації TlSbSe2 відповідно, L – розплав.
Взаємодія у квазіподвійних системах на основі TlSbP2Se6 ...
ISSN 0041-6045. УКР. ХІМ. ЖУРН., 2019, т. 85, № 3 23
α + γ). Збільшення концентрації TlSbP2Se6 у
сплавах зменшує температуру поліморфного пе-
ретворення TlSbSe2 до 651 ± 5 K.
При ізотермі поліморфного перетворення
межі граничних твердих розчинів зі сторони
TlSbP2Se6 (α-фаза) становлять до 40 % мол. і зву-
жуються приблизно до 18 % мол. при темпе-
ратурі відпалу (583 ± 5 K), а зі сторони TlSbSe2
(α-фаза) — близько 12 % мол. та кілька моляр-
них відсотків відповідно.
ВИСНОВКИ. Підтверджено, що в системі
Tl–Sb–P–Se на основі TlSbP2Se6 та термічно
стабільних сполук системи Tl2Se–Sb2Se3 ква-
зіподвійними є лише дві: Sb2Se3–TlSbP2Se6 i
TlSbSe2–TlSbP2Se6. Досліджено характер фі-
зико-хімічної взаємодії в них. Для обох харак-
терним є евтектична взаємодія. Координати
нонваріантних точок наступні: 77 % мол.
TlSbP2Se6, 709 K (система Sb2Se3–TlSbP2Se6)
та 45 % мол. TISbSe2, 680 K (система TlSbSe2–TlSbP2Se6). Значимі граничні тверді розчини
формуються на основі тетрарної сполуки. Про-
тяжність їх при температурі відпалу (573 К) ста-
новить до 10 % мол. у системі Sb2Se3–TlSb-
P2Se6 та близько 18 % мол. — у системі TlSb-
Se2–TlSbP2Se6. Зі сторони Sb2Se3 та TlSbSe2
межі розчинності не перевищують декількох
мольних відсотків. Встановлена квазіподвій-
ність перерізів Tl2Se–Tl4P2Se6 та Tl9SbSe6–
Tl4P2Se6 системи Tl–Sb–P–Se.
ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ В КВАЗИБИНАРНЫХ СИ-
СТЕМАХ НА ОСНОВЕ TlSbP2Se6 И СОЕДИНЕ-
НИЙ СИСТЕМЫ Tl2Se–Sb2Se3
В.И.Cабов1,2*, М.В.Поторий1, И.В.Китык3,
М.И.Филеп2, М.Ю.Сабов1
1 Ужгородский национальный университет,
ул. Пидгирна, 46, Ужгород, 88000, Украина
2 Ужгородский национальный университет,
НИИ физики и химии твердого тела,
ул. Волошина, 54, Ужгород, 88000, Украина
3 Ченстоховский технологический университет,
ул. Армии Крайовой, 17, Ченстохова, PL-42201,
Польша
* e-mail: vitasabov@gmail.com
Исследован характер взаимодействия в ква-
зибинарных системах с участием TlSbP2Se6 и ста-
бильных соединений разреза Tl2Se–Sb2Se3 чет-
верной системы Tl–Sb–P–Se. Выявлено, что раз-
резы Tl2Se–TlSbP2Se6 и Tl9SbSe6–TlSbP2Se6 не
являются квазибинарными, ими оказались пере-
секающие их разрезы Tl2Se–Tl4P2Se6 и Tl9SbSe6–
Tl4P2Se6. Методами ДТА, РФА и МСА исследова-
ны фазовые равновесия в квазибинарных систе-
мах Sb2Se3–TlSbP2Se6, TlSbSe2–TlSbP2Se6. Уста-
новлено, что обе относятся к системам эвтекти-
ческого типа с ограниченной растворимостью.
Предел растворимости при температуре отжига
(573 К) со стороны четверного соединения в сис-
теме Sb2Se3–TlSbP2Se6 составляет до 10 % мол.,
в системе TlSbSe2–TlSbP2Se6 — около 18 % мол.,
а со стороны Sb2Se3 и TlSbSe2 не превышает не-
скольких мольных процентов.
К л ю ч е в ы е с л о в а: фазовая диаграмма,
квазибинарная система, эвтектическое взаимо-
действие, граничные твердые растворы.
INTERACTION IN QUASIBINARY SYSTEMS BA-
SED ON TlSbP2Se6 AND COMPOUNDS OF THE
Tl2Se–Sb2Se3 SYSTEM
V.I.Sabov1,2*, М.В.Potorij1, I.V.Kityk3,
M.J.Filep2, M.Yu.Sabov1
1 Uzhhorod National University, 46 Pidhirna Str.,
Uzhhorod, 88000, Ukraine
2 Research Institute of Solid State Chemistry
and Physics, Uzhhorod National University,
54 Voloshin Str., Uzhhorod, 88000, Ukraine
3 Czestochowa University Technology, 17 Armii
Krajowej Str., Czestochowa, PL-42201, Poland
* e-mail: vitasabov@gmail.com
Complex chalcogenides display semiconductor
properties. In particular, heavy metal compounds
that are formed in the Tl2Se–Sb2Se3 system are go-
od thermoelectric materials. At the same time TlSb-
P2Se6 compound belongs to the family of hexasele-
no-hypodiphosphates, which representatives have a
number of interesting properties (optoelectric, non-
linear, etc.) in the near infrared range. The combina-
tion of these properties in one material causes some
scientific and practical interest, therefore our rese-
arch was aimed to study the nature of the interac-
tion between TlSbP2Se6 and the thermally stable
phases of the Tl2Se-Sb2Se3 system in order to find
new promising candidate for applications in electro-
nic devices.
The alloys were prepared from corresponding
binary, ternary compounds and quaternary TlSbP2Se6
В.І.Cабов, М.В.Поторій, І.В.Кітик, М.Й.Філеп, М.Ю.Сабов
24 ISSN 0041-6045. УКР. ХІМ. ЖУРН., 2019, т. 85, № 3
mailto:vitasabov@gmail.com
mailto:vitasabov@gmail.com
by a direct one-temperature method in evacuated qu-
artz ampoules at temperatures above the melting
point of the initial and final products. The initial
compounds were synthesized by the reaction of their
high purity component elements in stoichiometric
proportion.
According to the results of the research, it was
found that cross-sections based on TlSbP2Se6 and the
thermally stable compounds of the Tl2Se–Sb2Se3
section are quasibinary: Sb2Se3–TlSbP2Se6 and
TlSbSe2–TlSbP2Se6. Tl9SbSe6–TlSbP2Se6 and Tl2Se
–TlSbP2Se6 systems are not quasibinary, instead
quasibinary sections Tl2Se–Tl4P2Se6 and Tl9SbSe6–Tl4P2Se6 which crossing their.
The phase equilibrium in Sb2Se3– TlSbP2Se6 and
TlSbSe2–TlSbP2Se6 systems were studied by common
differential thermal analysis (DTA), X-ray powder
diffraction (XRD) and microstructure analysis. The eu-
tectic interactions are observed in both systems. The
invariant points coordinates are: 77 % mol. TlSbP2Se6,
709 K (system Sb2Se3–TlSbP2Se6) and 45 % mol.
TISbSe2, 680 K (system TlSbSe2–TlSbP2Se6). Signifi-
cant boundary solid solutions are formed on the basis
of the quaternary compound. Their region extends up to
10 % mol. in the system Sb2Se3–TlSbP2Se6 and to about
18 % mol. in the system TlSbSe2 –TlSbP2Se6 at annea-
ling temperature (573 К). Near the Sb2Se3 and TlSbSe2,
the solubility limits do not exceed several % mol.
K e y w o r d s: phase diagram, quasibinary system,
eutectic interaction, boundary solid solution.
ЛIТЕРАТУРА
1. Лазарев В.Г., Беруль С.И., Салов А.В. Тройные
полупроводниковые соединения в системах
AIBVCVI. -М.: Наука, 1982.
2. Bastow T.J., Whitfield H.J. NQR study of terna-
ry chalcogenides A3BX3, ABX2 and ABX whe-
re A = Cu, Ag or Tl, В = As or Sb, X = S or Se //
J. Solid. State. Chem. -1981. -40, № 2. -P. 203–209.
3. Гицу Д.В., Канцер В.Г., Попович H.C. Тройные
узкозонные полупроводники AIIIB–VCVI
2 и их
твердые растворы. -Кишинев: Штиинца, 1986.
4. Шевельков А.В. Химические аспекты созда-
ния термоэлектрических материалов // Успе-
хи химии. -2008. -77, № 1. -С. 3–21.
5. Kanatzidis Mercouri G. Discovery-Synthesis,
Design, and Prediction of Chalcogenide Phases //
Inorg. Chem. -2017. -56, № 6. -P. 3158–3173.
6. Chung I., Malliakas C.D., Jang J.I. et al. Helical
Polymer 1/∞[P2Se6]2–: Strong Second Harmonic
Generation Response and Phase-Change Pro-
perties of its K аnd Rb Salts // J. Am. Chem. Soc.
-2007. -129. -P. 14996–15006.
7. Chung I., Karst A.L., Weliky D.P., Kanatzidis M.G.
[P6Se12]4–: A Phosphorus-Rich Selenophospha-
te with Low-Valent P Centers // Inorg. Chem.
-2006. -45. -P. 2785–2787.
8. Cабов В.І., Поторій М.В., Кітик І.В. та ін.
Квазібінарні перерізи в системі Tl–Sb–P–Se //
Наук. вісник Ужгород. ун-ту. Сер. Хімія. -2018.
-№ 1(39). -C. 30–33.
9. Gaumann A., Bohac Р. Das thermische Zustan-
dsdiagramm Sb2Se3/Tl2Se // J. Less-Common
Metals. -1973. -31, № 2. -P. 314–316.
10. Готько Н.П., Кириленко B.B., Чурбаков В.Ф.,
Щелоков Р.Н. Система Tl–Sb–Se // Неорган.
материалы. -1986. -22, № 9. -С. 1438–1447.
11. Mucha I. Reinvestigation of phase equilibria in
the thallium (I) selenide-antimony (III) selenide
system // Thermochim. Acta. -2013. -563. -Р. 6–11.
12. Brockner W., Ohse L., Patzmann U. et al. Kristalls-
truktur und Schwingungsspektrum des Tetra-Thal-
lium-Hexaselenidohypodiphosphates Tl4P2Se6 //
Zeitschrift fuer Naturforschung -1985. -40a. -P.
1248–1252.
13. Ruck M. Darstellung und Kristallstruktur der
Hexaselenodiphosphate (IV) von Antimon und
Bismut // Z. Anorg. Allg. Chem. -1995. -621. -Р.
1344–1350.
REFERENCES
1. Lazarev V.G., Berul S.I., Salov A.V. Ternary se-
miconducting compounds in the systems AIBVCVI.
(Moscow: Nauka, 1982). [in Russian].
2. Bastow T.J., Whitfield H.J. NQR study of terna-
ry chalcogenides A3BX3, ABX2 and ABX whe-
re A = Cu, Ag or Tl, В = As or Sb, X = S or Se.
J. Solid. State. Chem. 1981. 40 (2): 203.
3. Gicu D.V., Kancer V.G., Popovich N.S. Ternary
narrow-gap semiconductors AIIIBVCVI
2 and so-
lid solutions. (Kishinev: Shtiinca, 1986). [in
Russian].
4. Shevelkov A.V. Chemical aspects of the creation
of thermoelectric materials. Russ.Chem. Rev.
2008. 77(1): 3.
5. Kanatzidis Mercouri G. Discovery-Synthesis,
Design, and Prediction of Chalcogenide Phases.
Inorg. Chem. 2017. 56 (6): 3158.
6. Chung I., Malliakas C.D., Jang J.I., Canlas C.G.,
Weliky D.P., Kanatzidis M.G. Helical Polymer
1/∞[P2Se6]2–: Strong Second Harmonic Genera-
tion Response and Phase-Change Properties of
its K аnd Rb Salts. J. Am. Chem. Soc. 2007.
129: 14996.
Взаємодія у квазіподвійних системах на основі TlSbP2Se6 ...
ISSN 0041-6045. УКР. ХІМ. ЖУРН., 2019, т. 85, № 3 25
7. Chung I., Karst A.L., Weliky D.P., Kanatzidis
M.G. [P6Se12]4–: A Phosphorus-Rich Seleno-
phosphate with Low-Valent P Centers. Inorg.
Chem. 2006. 45: 2785.
8. Sabov V.I., Potorij М.V., Kityk I.V., Filep M.J.,
Pogodin A.I., Sabov M.Yu. Quasibinary Sections
in the Tl–Sb–P–Se System. Scientific Bulletin of
the Uzhhorod University. Series “Chemistry”.
2018. 1(39): 30.
9. Gaumann A., Bohac Р. Das thermische Zustan-
dsdiagramm Sb2Se3/Tl2Se. J. Less-Common
Metals. 1973. 31(2): 314.
10. Gotyko N.P., Kirilenko V.V., Churbakov V.F.,
Schelokov R.N. Tl–Sb–Se system. Inorg. mate-
rials. 1986. 22(9): 1438.
11. Mucha I. Reinvestigation of phase equilibria in
the thallium (I) selenide-antimony (III) selenide
system. Thermochim. Acta. 2013. 563. 6.
12. Brockner W., Ohse L., Patzmann U., Eisenmann B.,
Schafer H. Kristallstruktur und Schwingungs-
spektrum des Tetra-Thallium-Hexaselenido- hy-
podiphosphates Tl4P2Se6. Zeitschrift fuer Natur-
forschung. 1985. 40a: 1248.
13. Ruck M. Darstellung und Kristallstruktur der
Hexaselenodiphosphate (IV) von Antimon und
Bismut. Z. Anorg. Allg. Chem. 1995. 621: 1344.
Надійшла 22.04.2019
В.І.Cабов, М.В.Поторій, І.В.Кітик, М.Й.Філеп, М.Ю.Сабов
26 ISSN 0041-6045. УКР. ХІМ. ЖУРН., 2019, т. 85, № 3
|
| id | oai:ojs2.1444248.nisspano.web.hosting-test.net:article-35 |
| institution | Ukrainian Chemistry Journal |
| keywords_txt_mv | keywords |
| language | English |
| last_indexed | 2026-07-23T01:03:04Z |
| publishDate | 2019 |
| publisher | V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry |
| record_format | ojs |
| resource_txt_mv | ucjorgua/c7/830378cebbfc1e54a133446c2dea45c7.pdf |
| spelling | oai:ojs2.1444248.nisspano.web.hosting-test.net:article-352026-07-22T08:23:40Z Interaction in quasibinary systems based on TlSbP2Se6 and compounds of the Tl2Se-Sb2Se3 system ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ В КВАЗИБИНАРНЫХ СИСТЕМАХ НА ОСНОВЕ TlSbP2Se6 И СОЕДИНЕНИЙ СИСТЕМЫ Tl2Se–Sb2Se3 ВЗАЄМОДІЯ У КВАЗІПОДВІЙНИХ СИСТЕМАХ НА ОСНОВІ TlSbP2Se6 ТА СПОЛУК СИСТЕМИ Tl2Se–Sb2Se3 Sabov, Viktoria Potorij, Мaria Kityk, Iwan Filep, Mykhailo Sabov, Marian phase diagram, quasibinary system, eutectic interaction, boundary solid solution. фазовая диаграмма, квазибинарная система, эвтектическое взаимо- действие, граничные твердые растворы. фазова діаграма, квазіподвійна система, фазові рівноваги, евтектич- на взаємодія, граничні тверді розчини. Complex chalcogenides display semiconductor properties. In particular, heavy metal compounds that are formed in the Tl2Se-Sb2Se3 system are good thermoelectric materials. At the same time TlSbP2Se6 compound belongs to the family of hexaseleno-hypodiphosphates, which representatives have a number of interesting properties (optoelectric, non-linear, etc.) in the near infrared range. The combination of these properties in one material causes some scientific and practical interest, therefore our research was aimed to study the nature of the interaction between TlSbP2Se6 and the thermally stable phases of the Tl2Se-Sb2Se3 system in order to find new promising candidate for applications in electronic devices. The alloys were prepared from corresponding binary, ternary compounds and quaternary TlSbP2Se6 by a direct one-temperature method in evacuated quartz ampoules at temperatures above the melting point of the initial and final products. The initial compounds were synthesized by the reaction of their high purity component elements in stoichiometric proportion. According to the results of the research, it was found that cross-sections based on TlSbP2Se6 and the thermally stable compounds of the Tl2Se-Sb2Se3 section are quasibinary: Sb2Se3–TlSbP2Se6 and TlSbSe2–TlSbP2Se6. Tl9SbSe6 – TlSbP2Se6 and Tl2Se - TlSbP2Se6 systems are not quasibinary, instead quasibinary sections Tl2Se-Tl4P2Se6 and Tl9SbSe6-Tl4P2Se6 which crossing their. The phase equilibrium in Sb2Se3 – TlSbP2Se6 and TlSbSe2 – TlSbP2Se6 systems were studied by common differential thermal analysis (DTA), X-ray powder diffraction (XRD) and microstructure analysis. The eutectic interactions are observed in both systems. The invariant points coordinates are: 77 mol.% TlSbP2Se6, 709 K (system Sb2Se3 – TlSbP2Se6) and 45 mol.% TISbSe2, 680 K (system TlSbSe2 – TlSbP2Se6). Significant boundary solid solutions are formed on the basis of the quaternary compound. Their region extends up to 10 mol% in the system Sb2Se3 – TlSbP2Se6 and to about 18 mol.% in the system TlSbSe2 –TlSbP2Se6 at annealing temperature (573 К). Near the Sb2Se3 and TlSbSe2, the solubility limits do not exceed several mol.%. V.I.Vernadsky Institute of General and Inorganic Chemistry 2019-06-07 Article Article Inorganic Chemistry Неорганическая химия Неорганічна хімія application/pdf https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/35 10.33609/0041-6045.85.3.2019.20-26 Ukrainian Chemistry Journal; Vol. 85 No. 3 (2019): Ukrainian Chemistry Journal; 20-26 Украинский химический журнал; ##issue.vol## 85 ##issue.no## 3 (2019): Украинский химический журнал; 20-26 Український хімічний журнал; Том 85 № 3 (2019): Український хімічний журнал; 20-26 2708-129X 2708-1281 en https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/35/17 Copyright (c) 2019 Viktoria Sabov, Мaria Potorij, Iwan Kityk, Mykhailo Filep, Marian Sabov https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0 |
| spellingShingle | фазова діаграма квазіподвійна система фазові рівноваги евтектич- на взаємодія граничні тверді розчини. Sabov, Viktoria Potorij, Мaria Kityk, Iwan Filep, Mykhailo Sabov, Marian ВЗАЄМОДІЯ У КВАЗІПОДВІЙНИХ СИСТЕМАХ НА ОСНОВІ TlSbP2Se6 ТА СПОЛУК СИСТЕМИ Tl2Se–Sb2Se3 |
| title | ВЗАЄМОДІЯ У КВАЗІПОДВІЙНИХ СИСТЕМАХ НА ОСНОВІ TlSbP2Se6 ТА СПОЛУК СИСТЕМИ Tl2Se–Sb2Se3 |
| title_alt | Interaction in quasibinary systems based on TlSbP2Se6 and compounds of the Tl2Se-Sb2Se3 system ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ В КВАЗИБИНАРНЫХ СИСТЕМАХ НА ОСНОВЕ TlSbP2Se6 И СОЕДИНЕНИЙ СИСТЕМЫ Tl2Se–Sb2Se3 |
| title_full | ВЗАЄМОДІЯ У КВАЗІПОДВІЙНИХ СИСТЕМАХ НА ОСНОВІ TlSbP2Se6 ТА СПОЛУК СИСТЕМИ Tl2Se–Sb2Se3 |
| title_fullStr | ВЗАЄМОДІЯ У КВАЗІПОДВІЙНИХ СИСТЕМАХ НА ОСНОВІ TlSbP2Se6 ТА СПОЛУК СИСТЕМИ Tl2Se–Sb2Se3 |
| title_full_unstemmed | ВЗАЄМОДІЯ У КВАЗІПОДВІЙНИХ СИСТЕМАХ НА ОСНОВІ TlSbP2Se6 ТА СПОЛУК СИСТЕМИ Tl2Se–Sb2Se3 |
| title_short | ВЗАЄМОДІЯ У КВАЗІПОДВІЙНИХ СИСТЕМАХ НА ОСНОВІ TlSbP2Se6 ТА СПОЛУК СИСТЕМИ Tl2Se–Sb2Se3 |
| title_sort | взаємодія у квазіподвійних системах на основі tlsbp2se6 та сполук системи tl2se–sb2se3 |
| topic | фазова діаграма квазіподвійна система фазові рівноваги евтектич- на взаємодія граничні тверді розчини. |
| topic_facet | phase diagram quasibinary system eutectic interaction boundary solid solution. фазовая диаграмма квазибинарная система эвтектическое взаимо- действие граничные твердые растворы. фазова діаграма квазіподвійна система фазові рівноваги евтектич- на взаємодія граничні тверді розчини. |
| url | https://ucj.org.ua/index.php/journal/article/view/35 |
| work_keys_str_mv | AT sabovviktoria interactioninquasibinarysystemsbasedontlsbp2se6andcompoundsofthetl2sesb2se3system AT potorijmaria interactioninquasibinarysystemsbasedontlsbp2se6andcompoundsofthetl2sesb2se3system AT kitykiwan interactioninquasibinarysystemsbasedontlsbp2se6andcompoundsofthetl2sesb2se3system AT filepmykhailo interactioninquasibinarysystemsbasedontlsbp2se6andcompoundsofthetl2sesb2se3system AT sabovmarian interactioninquasibinarysystemsbasedontlsbp2se6andcompoundsofthetl2sesb2se3system AT sabovviktoria vzaimodejstvievkvazibinarnyhsistemahnaosnovetlsbp2se6isoedinenijsistemytl2sesb2se3 AT potorijmaria vzaimodejstvievkvazibinarnyhsistemahnaosnovetlsbp2se6isoedinenijsistemytl2sesb2se3 AT kitykiwan vzaimodejstvievkvazibinarnyhsistemahnaosnovetlsbp2se6isoedinenijsistemytl2sesb2se3 AT filepmykhailo vzaimodejstvievkvazibinarnyhsistemahnaosnovetlsbp2se6isoedinenijsistemytl2sesb2se3 AT sabovmarian vzaimodejstvievkvazibinarnyhsistemahnaosnovetlsbp2se6isoedinenijsistemytl2sesb2se3 AT sabovviktoria vzaêmodíâukvazípodvíjnihsistemahnaosnovítlsbp2se6taspoluksistemitl2sesb2se3 AT potorijmaria vzaêmodíâukvazípodvíjnihsistemahnaosnovítlsbp2se6taspoluksistemitl2sesb2se3 AT kitykiwan vzaêmodíâukvazípodvíjnihsistemahnaosnovítlsbp2se6taspoluksistemitl2sesb2se3 AT filepmykhailo vzaêmodíâukvazípodvíjnihsistemahnaosnovítlsbp2se6taspoluksistemitl2sesb2se3 AT sabovmarian vzaêmodíâukvazípodvíjnihsistemahnaosnovítlsbp2se6taspoluksistemitl2sesb2se3 |