No abstract

No abstract

Phase equilibria of the quasi-ternary systems Ag2S–BIVS2–CV2S3 (BIV– Ge, Sn; CV–As, Sb) were investigated using phase analysis based on XRD. Isothermal sections at 500 Kand glass formation regions in the respective systems were determined. The quasi-binary sections GeS2–As2S3 and GeS2–Sb2S3 of the studied systems exhibit glass formation in the entire concentration range. Large glass formation regions were also found at the Ag2S–GeS2 (0–55 mol.% Ag2S) and Ag2S–As2S3 (0–75 mol.% Ag2S) sections. As the starting compounds As2S3, GеS2 and Sb2S3 are in the glassy state, they act as the glass-forming agents in the quasi-ternary systems. Glass formation regions in the tin-containing systems are significantly smaller than the analogous germanium-containing ones which is due to metal nature resulting in the change from tetrahedral to octahedral surrounding. Glassy materials may possess interesting optical properties, therefore optical absorption spectra at 297 K were measured. Bandgap energy Eg of the glasses of the quasi-binary system GeS2–As2S3 was estimated from the data on the spectral distribution of the absorption coefficient at the fundamental absorption edge. It was found that the addition of As2S3 to germanium (IV) sulfide results in shifting the absorption edge to higher energies.

The characteristic temperatures for individual glass samples of quasi-ternary systems Ag2S–GeS2–As(Sb)2S3 were determined by differential thermal analysis method. Obtained data show that the glass transition temperature of the alloys is in the range typical of chalcogenide glasses. It was established that the glass transition temperature increases with the modifier content in the range of 402-421 K and 373-438 K for the Ag2S–GeS2–As(Sb)2S3 systems, respectively. For the constant Ag2S concentration, the value of the glass transition and crystallization temperatures increases with the content of germanium (IV) sulfide. The reduced glass transition temperature Tgr was calculated from obtained results which lies in the range of 0.62-0.73 and 0.59-0.70 for the glasses of the Ag2S–GeS2–As(Sb)2S3 systems, respectively, which indicates the high capacity of the samples to glass formation. Optical absorption spectra were measured at 297 K. The band gap energy Eg of the glasses of the Ag2S–GeS2–As(Sb)2S3 systems was estimated from the data on the spectral distribution of the absorption coefficient in the region of the absorption edge. It was determined that the absorption edge shifts to longer wavelengths with the increase of the GeS2 content in glasses, while the energy position of the absorption edge increases. Ade crease in the band gap energy is observed for all glass samples when a modifier is introduced into the glass-forming matrix. The characteristic energy of the degree of tailing of the absorption edge is in the range from 0.066 to 0.079 eV for all studied glass samples. Keywords: сhalcogenide glasses; quasi-ternary systems; glass-formation; characteristic temperatures; band gap energy.

Уперше встановлено межі областей склоутворення у квазіпотрійних системах AІ 2S–ВIVS2–СV 2S3 (АI – Cu, Ag; ВIV – Ge, Sn, СV – As, Sb) на основі результатів рентгенофазового аналізу. Максимальна температура синтезу становила 1100 К із подальшим гартуванням ампул у 25-відсотковий водний розчин натрій хлориду з подрібненим льодом. Одержані склоподібні зразки становили темно-сірі та жовто-червоні блискучі монолітні сплави. У досліджуваних германійумісних системах АI 2S–GеS2–СV 2S3 наявні неперервні області склоутворення на сторонах GeS2–СV 2S3. Головним чинником є схильність GeS2, As2S3 та Sb2S3 до склоутворення. За перерізом Ag2S–GeS2 у склоподібному стані отримуємо зразки з умістом Ag2S від 0 до 55 мол.%. У квазібінарній системі Ag2S–As2S3 є область склоутворення в межах 0–70 мол.% Ag2S. Максимальний уміст модифікатора Cu2S, який удалося ввести за умов збереження склоподібного стану, становить 10 та 15 мол.% у системах Cu2S– GеS2–As(Sb)2S3 відповідно. Максимальний уміст Ag2S, що входить до складу скла в системах Ag2S–GеS2–As(Sb)2S3, становить 70 та 55 мол.% відповідно. У станумовмісних системах області склоутворення значно менші порівняно з аналогічними германійумісними, що пов’язано з посиленням йонного складника хімічного зв’язку в разі заміни GeS2 на SnS2. У квазіпотрійних системах Сu(Ag)2S–SnS2–Sb2S3 спостерігаємо лише дві області склоутворення, які розміщуються на стороні SnS2–Sb2S3: одна перебуває в області 17–23 мол.% Sb2S3, включно з 3 та 2 мол.% Cu2S, Ag2S відповідно, інша – 66–83 мол.% Sb2S3, максимальний уміст Cu2S та Ag2S становить 12 та 4 мол.%. У системі Сu2S– SnS2–As2S3 область склоутворення простягається від 76 до 100 мол.% As2S3, максимальний уміст Cu2S становить 12 мол.%. У системі Ag2S–SnS2–As2S3 за перерізом Ag2S–As2S3 у склоподібному стані є зразки в межах 0–75 мол.% Ag2S. На стороні SnS2–As2S3 концентраційного трикутника область склоутворення простягається від 78 до 100 мол.% As2S3.