Сжимаемость, металлизация и процессы релаксации в халькогенидном стекле нестехиометрического состава g- As3Te2 при высоких гидростатических давлениях: сравнение с "классическим" стеклом g- As2Te3
- Авторы: Циок О.Б1, Бражкин В.В1, Бычков Е.В2, Тверьянович А.С3
-
Учреждения:
- Институт физики высоких давлений Российской академии наук
- LPCA, UMR 8101 CNRS, Universite du Littoral
- Санкт-Петербургский государственный университет
- Выпуск: Том 163, № 4 (2023)
- Страницы: 585-596
- Раздел: Статьи
- URL: https://transsyst.ru/0044-4510/article/view/653537
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0044451023040156
- EDN: https://elibrary.ru/MKIIGE
- ID: 653537
Цитировать
Аннотация
Выполнены прецизионные исследования объема и электросопротивления стекла нестехиометрического состава g-As3Te2 при высоких гидростатических давлениях до 8.5 ГПа и проведено сравнение с ранее полученными результатами для стехиометрического стекла g-As2Te3. Структурные и рамановские исследования стекла g-As3Te2 показывают более существенную роль корреляций пар As-As в области промежуточного порядка по сравнению с «классическим» стеклом g-As2Te3. Высокий химический беспорядок приводит к тому, что даже при таком переизбытке атомов мышьяка наблюдается большая концентрация«неправильных» соседей Te-Te. Стекло g-As3Te2 имеет несколько большую величину термической щели (0.43-0.48 эВ) и большее значение сопротивления при нормальных условиях (> 104 Ом·см) по сравнению с g-As2Te3. Как и для g-As2Te3, упругое поведение стекла g-As3Te2 при сжатии наблюдается при давлениях до 1 ГПа, причем начальные величины модуля объемного сжатия для этих стекол практически совпадают. Полиаморфное превращение со смягчением релаксирующего модуля сжатия в g-As3Te2 более размыто и затянуто в область более высоких давлений (от 1.5 до 4 ГПа). Процесс металлизации для g-As3Te2 также более размыт, металлический уровень проводимости достигается при давлениях 5.5-6.0 ГПа. Как и для стехиометрического стекла, на барических зависимостях модуля сжатия наблюдается излом при давлениях 4-5 ГПа. Для объема и для электросопротивления вплоть до максимальных давлений наблюдается логарифмическая по времени релаксация примерно той же интенсивности, что и для g-As2Te3. Остаточное уплотнение в стекле g-As3Te2 после сброса давления превышает таковое для g-As2Te3 почти в два раза и составляет 3.5%, а проводимость уплотненного стекла почти на три порядка величины выше чем у исходного. При нормальных условиях наблюдается существенная релаксация объема и электросопротивления. Как и для уплотненного стекла g-GeS2, логарифмическую кинетику этой релаксации удается описать в рамках ранее предложенной нами модели, основанной на представленияхo «самоорганизованной критичности» процесса релаксации, причем сама энергия активации (1.3 эВ) остается постоянной во всем исследованном диапазоне времен до 5 · 106 с.
Об авторах
О. Б Циок
Институт физики высоких давлений Российской академии наук
Email: tsiok@hppi.troitsk.ru
108840, Troitsk, Moscow, Russia
В. В Бражкин
Институт физики высоких давлений Российской академии наук
Email: brazhkin@hppi.troitsk.ru
108840, Troitsk, Moscow, Russia
Е. В Бычков
LPCA, UMR 8101 CNRS, Universite du Littoral
Email: tsiok@hppi.troitsk.ru
59140, Dunkerque, France
А. С Тверьянович
Санкт-Петербургский государственный университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: tsiok@hppi.troitsk.ru
198504, St. Petersburg, Russia
Список литературы
- M. Wuttig and N. Yamada, Nat. Mater. 6, 824 (2007).
- S. Danto, P. Houizot, C. Boussard-Pledel, X.-H. Zhang, F. Smektala, and J. Lucas, Adv. Funct. Mater. 16, 1847 (2006).
- M. H. R. Lankhorst, B. W. S. M. M. Ketelaars, and R. A. M. Wolters, Nature Mater. 4, 347 (2005).
- J. Cornet and D. Rossier, J. Non-Cryst. Solids 12, 85 (1973).
- Q. Ma, D. Raoux, and S. Benazeth, Phys. Rev. B 48, 16332 (1993).
- K. Abe, O. Uemura, T. Usuki, Y. Kameda, and M. Sakurai, J. Non-Cryst. Solids 232-234, 682 (1998).
- G. Faigel, L. Granasy, I. Vincze, and Dewaard, J. Non-Cryst. Solids 57, 411 (1983).
- P. J'ov'ari, S. N. Yannopoulos, I. Kaban, A. Kalampounias, I. Lishchynskyy, B. Beuneu, O. Kostadinova, E. Welter, and A. Sch¨ops, J. Chem. Phys. 129, 214502 (2008).
- S. Sen, S. Joshi, B. G. Aitken, and S. Khalid, J. Non- Cryst. Solids 354, 4620 (2008).
- A. Tverjanovich, K. Rodionov, and E. Bychkov, J. Solid-State Chem. 190, 271 (2012).
- D. C. Kaseman, I. Hung, K. Lee, K. Kovnir, Z. Gan, B. Aitken, and S. Sen, J. Phys. Chem. B 119, 2081 (2015).
- M. Dongol, T. Gerber, M. Ha z, M. Abou-Zied, and A. F. Elhady, J. Phys.: Condens. Matter 18, 6213 (2006).
- T. G. Edwards, E. L. Gjersing, S. Sen, S. C. Currie, and B.G. Aitken, J. Non-Cryst. Solids 357, 3036 (2011).
- M. Tenhover, P. Boolchand, and W. J. Bresser, Phys. Rev. B 27, 7533 (1983).
- S. S. K. Titus, R. Chatterjee, S. Asokan, and A. Kumar, Phys. Rev. B 48, 14650 (1993).
- S. Sen, S. Soyer Uzun, C. J. Benmore, and B. J. Aitken, J. Phys.: Condens. Matter 22, 405401 (2010).
- A. Tverjanovich, M. Yagodkina, and V. Strykanov, J. Non-Cryst. Solids 223, 86 (1998).
- V. V. Brazhkin, E. Bychkov, and O.ЮB. Tsiok, Phys. Rev. B 95, 054205 (2017).
- В. В. Бражкин, Е. Бычков, О. Б. Циок, ЖЭТФ 152, 530 (2017).
- E. Bychkov, C. J. Benmore, and D. L. Price, Phys. Rev. B 72, 172107 (2005).
- Q. Ma, D. Raoux, and S. B'enazeth, Phys. Rev. B 48, 16332 (1993).
- P. J'ov'ari, S.N. Yannopoulos, I. Kaban, A. Kalampounias, I. Lishchynskyy, B. Beuneu, O. Kostadinova, E. Welter, and A. Sch¨ops, J. Chem. Phys. 129, 214502 (2008).
- О. Б. Циок, В. В. Бражкин, А. С. Тверьянович, Е. Бычков, ЖЭТФ 161(1), 65 (2022).
- L. G. Khvostantsev, V. N. Slesarev, and V. V. Brazhkin, High Press. Res. 24, 371 (2004).
- O. B. Tsiok, V. V. Bredikhin, V. A. Sidorov, and L. G. Khvostantsev, High Pressure Research 10, 523 (1992).
- O. B. Tsiok, V. V. Brazhkin, A. G. Lyapin, and L. G. Khvostantsev, Phys. Rev. Lett. 80, 999 (1998).
- V. V. Brazhkin, E. Bychkov, and O. B. Tsiok, Phys. Chem. B 120, 358 (2016).
- В. В. Бражкин, Е. Бычков, А. С. Тверьянович, О.Б. Циок, ЖЭТФ 157, 679 (2020).
- P. Bak, How Nature Works: the Science of Self-Organized Criticality, Springer-Verlag, New York Inc. (1996).
Дополнительные файлы
