The Phase Еquilibrium in the HgS–Ga2S3–Bi(Sb)2S3 Systems

О.В. Смітюх; І.І. Петрусь

doi:10.15330/pcss.24.3.467-476

Автор(и)

О.В. Смітюх Волинський національний університет імені Лесі Українки, Луцьк, Україна
І.І. Петрусь Волинський національний університет імені Лесі Українки, Луцьк, Україна

DOI:

https://doi.org/10.15330/pcss.24.3.467-476

Ключові слова:

фазові діаграми, солідус, квазібінарна система, поверхня ліквідусу системи

Анотація

Фазові рівноваги в квазіпотрійних системах HgS–Ga₂S₃–Bi(Sb)₂S₃ були досліджені із використанням фізико-хімічних методів аналізу 177 сплавів, які були синтезовані одно температурним методом. У роботі представлено фазові рівноваги квазібінарних систем HgS–Bi₂S₃ і Ga₂S₃–Bi₂S₃, шести перерізів (HgGa₂S₄–HgBi₂S₄, HgGa₂S₄–Bi₂S₃, HgGa₆S₁₀–Bi₂S₃, HgGa₆S₁₀–HgBi₂S₄, HgGa₂S₄–Sb₂S₃, and HgS–“GaSbS₃”) і поверхня ліквідусу досліджених систем. Встановлено, що в системах існує велика область первинної кристалізації тіогалату, зокрема на перерізах HgGa₂S₄–Bi₂S₃ і HgGa₂S₄–HgBi₂S₄, і низька температура плавлення (950-1050 K). Тому, як зручний метод вирощування монокристалів тіогалату пропонуємо використовувати розчин-розплавний метод.

Посилання

M. V. Kabanov, Yu. M. Andreev, V. V. Badikov, and P. P. Geiko, Parametric frequency converters based on new nonlinear crystals, Russ. Phys. J., 46(8). 835 (2003); https://doi.org/10.1023/B:RUPJ.0000010980.77569.84.

R. Nitsche, H. U. Bölsterli and M. Lichtensteiger, Crystal growth by chemical transport reactions - Binary, ternary, and mixed-crystal chalcogenides, J. Phys. Chem. Solids. 21(3-4), 199 (1961); https://doi.org/10.1016/0022-3697(61)90098-1.

P.G. Schunemann, T.M. Pollak, Synthesis and Growth of HgGa2S4 crystals, J. Crystal growth. 174, 278 (1997); https://doi.org/10.1016/S0022-0248(96)01158-X.

R. C. Sharma, Y. J. L Chang, C. Guminski, The Hg-S (mercury-sulfur) system, JPE, 14(1), 100 (1993);. https://doi.org/10.1007/bf02652168.

A. Zavrazhnov, S. Berezin, A. Kosykov, et al. The phase diagram of the Ga–S system in the concentration range of 48.0–60.7 mol% S,. J. Therm. Anal. Calorim,.. 134, 483 (2018); https://doi.org/10.1007/s10973-018-7124-z.

J.C. Lin, R.C. Sharma, & Y.A. Chang, The Bi-S (Bismuth-Sulfur) system. JPE. 17. p 132 (1996.); https://doi.org/10.1007/BF02665790.

N.Kh. Abrykosov, V.F. Bankyna, L.V. Poretskaia, y dr. Poluprovodnykovye khalkohenidy i splavy na ikh osnove, Moscow: Nauka 1975. 173 pages (In Russian).

State Diagrams of Binary Metallic Systems: Handbook: M.: Mashinostroenie (edited by Lyakisheva N.P.), 1996. 1. 992 pages.

P. Bayliss, W. Nowacki, Refinement of the crystal structure of stibnite, Sb2S3. ZEKGA, 135. p 308 (1972.); https://doi.org/10.1524/zkri.1972.135.16.308.

Scavnicar S. Stibnite. A redetermination of atomic positions. Z.Kristall. 114, 85 (1960.); https://doi.org/10.1524/zkri.1960.114.16.85.

W.G. Mumme, J.A. Watts, HgBi2S4: Crystal structure and relationship with the pavonite homologous series. Acta Cryst., B 36, 1300 (1980.); https://doi.org/10.1107/S0567740880005973.

H. Schwer, V.Kraemer, The crystal structures of CdAl2S4, HgAl2S4, and HgGa2S4. Z.Kristall. 190, 103 (1990); https://doi.org/10.1524/zkri.1989.190.14.103

Števko Martin, Sejkora, Jiří, and Peterec Dušan. Grumiplucite from the rudňany deposit, Slovakia: A second world-occurrence and new data, Journal of Geosciences (Czech Republic), 60 (4). P. 269 (2015); https://doi.org/10.3190/jgeosci.200.

Alsulami Abdullah, Al-Zahrani H.Y.S., Optical characteristics of chemically deposited MnSb2S4 thin films. Physica B: Condensed Matter, 657. Article number 414786 (2023); https://doi.org/10.1016/j.physb.2023.414786.

Rahnamaye H.A. Aliabad, M. Mousavi, A. Abareshi, First-principles calculations of optoelectronic and thermoelectric properties of HgGa2S4 chalcopyrite under pressure effect, Materials Science and Engineering: B. 272, 115336 (2021.).

I.A. Zharikov, V.Yu. Rud, Yu.V. Rud, V.V. Davydov, N.N. Bykova, Photosensitivity of structures based on AIIBIII2CVI4 monocrystals, Journal of Physics: Conference Series. 1038(1). 012100 (2018).

I. D. Olekseyuk, I. I. Mazurets, O. V. Parasyuk, Phase equilibria in the HgS–Ga2S3–GeS2 system, Journal of Alloys and Compounds. 417(1-2). p 131 (2006); https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2005.09.036.

N. A. Il’yasheva, E. F. Sinyakova, B. G. Nenashev, and I. V. Sinyakov. Izv. Akad. Nauk SSSR, Neorg. Mater. 21(11) 1860 (1985), Neorg. Mater. Engl. Transl. 21, 1618 (1985).

M.B. Babanly, A.A. Kurbanov, A.A. Kuliev, Phase equilibria and intermolecular interaction in the HgS–Sb2S3(Bi2S3) systems. Izv. AN SSSR, Inorgan.Materials. 16( 3). p 547 (1980).

W. S. Brower, H. S. Parker, R. S. Roth, Synthesis of mercury bismuth sulfide HgBi2S4, Mater. Res. Bull. 1973. 8, 859 (1973); ); https://doi.org/10.1016/0025-5408(73)90193-1.

M. Guittard, M.-P, Pardo, C. Ecrepont, Phase diagram of the system Bi2S3-Ga2S3. С.R.Acad. Sci. Paris. 307, 141 (1988).

S. Barnier, M. Guittard, C. Julien and A. Chilouet, Etude de l'environnement de l'antimoine dans les verres gallium-antimoine-soufre en liaison avec le diagramme de Phase et les spectres d'absorption infrarouge Study of the antimony environment in gallium-antimony-sulphur glasses - Phase diagram and infrared absorption investigations. Mater. Res. Bull. 28 (5), 399 (1993).

L. Akselrud, and Yu. Grin, WinCSD: Software Package for Crystallographic Calculations (Version 4), J. Appl. Cryst, 47, 803 (2014); https://doi.org/10.1107/S1600576714001058.