Способ выявления химического упорядочения в аморфных сплавах Советский патент 1993 года по МПК G01N25/02 

е

Сущность изобретения: состав Хс, на котором ожидается образование некристаллического соединения Ауьи Вуа. где Ya и Уь - координационные числа атомов А и В, переводят в аморфное состояние путем спиннингования расплава, методом дифференциально-термического анализа определяют его температуру кристаллизации и в случае, если на полученной кривой имеется один пик, делают вывод о наличии химического упорядочения в исследуемом сплаве. 2 ил.

Изобретение относится к области исследования аморфных полупроводников и может быть использовано для экспериментального подтверждения существования прогнозируемого химического упорядочения в аморфном полупроводнике.

Известен способ выявления химического упорядочения с помощью малоуглового рассеяния рентгеновских лучей, нейтронов и электронов, позволяющий вычислить функции радиального распределения (ФРР) 1.

Однако указанный способ сложен в осуществлении и требует больших затрат.

Наиболее близким техническим решением к изобретению является способ выявления химического упорядочения в аморфных сплавах, получаемых закалкой из расплава в области объемного стеклования в системах , As-Se, Ge-S и Ge-Se, который с помощью ФРР, вычисленных по рентгеновской дифракции, структурной интерпретации ИК и комбинационных колебательных спектров, допускающих перевод их в некристаллическое состояние, определяемое из соотношения Хс Ya/(Ya + Yt), где а и b - группы периодической таблицы: Ya и УЬ - координационные числа атомов А и В, позволяет установить существование в этих системах химически упорядоченных некристаллических соединений АзаЗз, А$25ез. GeS2 nGeSe2 2.

Однако известный способ требует дорогостоящего оборудования и его комплексного использования с целью дополнения получаемой информации. Сама методика является громоздкой и требует длительного времени для проведения расчетов. Кроме того, с увеличением химической сложности системы (увеличением числа различных типов атомов) достоверная информация о локальной структуре уменьшается и ее

00

О 4

S

интерпретация может оказаться неоднозначной.

Целью изобретения является упрощение и ускорение выявления химического упорядочения в аморфных сплавах на основе теллура.

Предлагаемый способ был опробирован при изучении химического упорядочения в аморфных сплавах Te-Ga и Te-AI, Аморфи- зацию указанных сплавов осуществляли методом спиннингования расплава при скоростях охлаждения 10 К/с. Верхним пределом аморфизации для сплавов обоих систем является состав Хс, равный 28,57 ат.% Me(Ga, Те), соответствующий стехио- метрическому составу соединений GaaTes и Al2Tes. На равновесных диаграммах состояния систем Те - Ga и Те - AI соединения типа АУЬ Bva(Ga2Te5, AlaTes) отсутствуют, где А- элементы Ga или AI, а В - теллур. Однако в объемных стеклах, получаемых охлаждением расплава, преобладает обычный кова- лентный тип связей, удовлетворяющий правилу . Это означает, что в процессе закалки из жидкого состояния становится возможным образование некристаллических соединений Ga2Tes и AlaTes с химически упорядоченной сеткой. Для этих систем были приготовлены сплавы с различным содержанием Ga или А, включающие составы Хс: Те + 8,8 ат.% Ga; Те + 12,92 ат.% Ga; Те + 18,42 ат.% Ga; Те + 25 ат.% Ga; Те + 26ат.%СаиТе + 28,57ат.%Са;Те + 7ат.% Те + 13 ат.% AI; Те + 20 ат.% Те + + 28,57 ат.% AI. Учитывая, что для Ga и AI 8- А 5, для нихХс 28,57ат.% и химически упорядоченное соединение имеет формулу Ga2Tes и соответственно. Указанные

Ли Ы 200 К ЮГ Т С fal I

сплавы были переведены в аморфное состояние методом спиннингования расплава. Полученные таким образом образцы были подвержены дифференциально-термическому анализу (ДТА), кривые ДТА приведены на фиг. 1, 2, Из приведенных кривых следует, что кристаллизация сплавов с содержанием второго компонента A (Ga или AI) X Хс проходит в два этапа, характеризуясь

двумя экзотермическими пиками ТХ1 и ТХ2. И только на составе Хс 28,57 ат.%, что соответствует химически упорядоченному соединению Ga2Tes или Al2Te5, кристаллизация аморфных сплавов проходит в одну

стадию. Учитывая характер перераспределения интенсивности экзотермических пиков на кривых ДТА, а также то обстоятельство, что температура второго пика ТХ2 не зависит от состава сплавов (в пределах одной бинарной системы), делается вывод о том, что сплавы, содержащие 28,57 ат.% Ga или AI, являются химически упорядоченными.

Формула изо б.р/е тения

Способ выявления химического упорядочения в аморфных сплавах, включающий отбор образцов сплавов состава Хс, удовлетворяющего соотношению (Ya + Yb) где Ya и Yb - координационные числа компонентов Аи В, отличающийся тем, что, с целью упрощения и ускорения выявления химического упорядочения в аморфных сплавах на основе теллура, нагревают исследуемые образцы, регистрируют кривую дифференциально-термического анализа и в случае наличия одного пика на полученной кривой делают вывод о химическом упорядочении в аморфном сплаве.

1-ф.

I. Ч

фиг. L

250

300 ГС