На основі результатів рентгенофазового (РФА) та диференційно-термічного (ДТА) аналізів побудовано діаграму стану системи AgGaS2–AgIn5S8. According to the results of X-ray and differential-thermal analysis, phase diagram of the system AgGaS 2–AgIn5S8 was constructed

Danylyuk, I. V.

Ivashchenko, I. A.

Olekseyuk, I. D.

Данилюк, І. В.

Олексеюк, І. Д.

Іващенко, І. А.

Electronic Eastern European National University Institutional Repository

Науковий вісник Волинського національного університету імені Лесі Українки 
 78 
УДК 544.546 І. Д. Олексеюк – доктор хімічних наук, професор, 
завідувач кафедри неорганічної та фізичної хімії 
Волинського національного університету  
імені Лесі Українки; 
І. А. Іващенко – кандидат хімічних наук, доцент кафедри 
неорганічної та фізичної хімії Волинського національного 
університету імені Лесі Українки; 
І. В. Данилюк – аспірант Волинського національного 
університету імені Лесі Українки  
Діаграма стану системи AgGaS2–AgIn5S8  
Роботу виконано на кафедрі неорганічної  
та фізичної хімії ВНУ ім. Лесі Українки 
На основі результатів рентгенофазового (РФА) та диференційно-термічного (ДТА) аналізів побудовано 
діаграму стану системи AgGaS2–AgIn5S8. 
Ключові слова: рентгенофазовий аналіз, диференційно-термічний аналіз, діаграма стану, система. 
Олексеюк И. Д., Иващенко И. А., Данилюк И. В. Диаграмма состояния системы AgGaS2–AgIn5S8. 
Исходя из результатов рентгенофазового (РФА) и диференциально-термического (ДТА) анализов, построена 
диаграмма состояния системы AgGaS2–AgIn5S8. 
Ключевые слова: рентгенофазовый анализ, диференциально-термический анализ, диаграмма состояния, 
система. 
Olekseyuk I. D., Ivashchenko I. A., Danylyuk I. V. Phase Diagram of the AgGaS 2–AgIn5S8 System. 
According to the results of X-ray and differential-thermal analysis, phase diagram of the system AgGaS 2–AgIn5S8 was 
constructed.  
Key words: X-ray analysis, differential-thermal analysis, phase diagram, system. 
 
Постановка наукової проблеми та її значення. Вивчення взаємодії в системі AgGaS2–AgIn5S8 – 
необхідний етап систематичного дослідження квазіпотрійної системи Аg2S−Ga2S3−In2S3, бінарні та 
тернарні компоненти якої використовуються в сучасній напівпровідниковій техніці. Зокрема, спо-
луки AgGaS2, AgIn5S8 та тверді розчини на їхній основі володіють нелінійними оптичними власти-
востями та використовуються як матеріали для генерування другої гармоніки. Дослідження фазових 
рівноваг у системі AgGaS2–AgIn5S8 дасть можливість установити координати нонваріантних точок, 
протяжність твердих розчинів, положення ліквідуса та солідуса. 
Аналіз останніх досліджень із цієї проблеми. Сполука AgGaS2 утворюється у квазібінарній 
системі Ag2S–Ga2S3 та плавиться конгруентно за температури 1274 К [3]. За даними авторів [1], тем-
пература плавлення цієї сполуки становить 1300 К. AgGaS2 кристалізується в структурному типі 
халькопіриту (пр. гр. І `42d), параметри елементарної комірки а = 0,575722 нм, с = 1,03036 нм [3]. 
Сполука AgIn5S8 утворюється у квазібінарній системі Ag2S–In2S3, плавиться конгруентно при 
1353 К та кристалізується в структурі шпінелі (пр. гр. Fd3m) із параметром а = 1,0822 нм [4].  
Мета та завдання статті – побудовати діаграму стану системи AgGaS2–AgIn5S8 та встановити 
границі твердих розчинів. 
Матеріали та методи. Діаграма стану системи AgGaS2–AgIn5S8 побудована за результатами 
дослідження 11 сплавів масою 1 г. Синтез проводили з високочистих елементів (уміст основного 
компонента не менше 99,99 ваг. %) у вакуумованих до тиску 0,798 Па кварцевих контейнерах пря-
мим однотемпературним методом. Максимальна температура синтезу становила 1350 K. Відпал 
отриманих зразків проводили при 820 K упродовж 300 годин. Після відпалу сплави загартовували в 
холодну воду. Рентгенофазовий аналіз (РФА) проводили на дифрактометрі ДРОН-4-13, CuKa-випро-
мінювання (крок сканування 0,05°, час експозиції 2 с), диференційно-термічний аналіз (ДТА) – на 
установці, складеній із печі регульованого нагріву «Термодент», двокоординатного самописця Н-207 
та Pt-PtRh диференційної термопари.  
Виклад основного матеріалу й обґрунтування отриманих результатів дослідження. На 
основі отриманих результатів побудовано діаграму стану системи AgGaS2 – AgIn5S8. 
                                                           
  © Олексеюк І. Д., Іващенко І. А., Данилюк І. В., 2012 
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
РОЗДІЛ ІІ. Неорганічна хімія. 17, 2012 
 79 
Діаграма стану системи AgGaS2–AgIn5S8 (рис. 1) відповідає, за Розебомом, V типу. Нонваріант-
ний евтектичний процес LE ↔ α + β, де α – тверді розчини на основі AgGaS2 (25 мол. % AgIn5S8 при 
1110 К); β – тверді розчини на основі AgIn5S8 (40 мол. % AgGaS2 при 1110 К). Координати евтектич-
ної точки Е: 60 мол. % AgGaS2, 1110 К. Із пониженням температури протяжність α- та β-твердих роз-
чинів зменшується і за температури відпалу становить: 7 мол. % AgIn5S8 та 22 мол. % AgGaS2. Зміна 
періодів елементарної комірки та дифрактограми синтезованих зразків наведені в табл. 1 та на рис. 2. 
 
10 20 30 40 50 60 70 80 90
820
1000
1 020
1300
AgGaS2
1110
Т, К 
1250
- однофазний зразок
- двофазний зразок
1050
1100
1150
AgIn S5 8
- результати ДТА
1 53 0
1
2
4
6
5
3
мол. % AgIn S5 8
Е 
 
Рис. 1. Діаграма стану системи AgGaS2–AgIn5S8: 1 – L; 2 – L + α; 3 – L + β; 4 – α; 5 – β; 6 – α + β 
Таблиця 1 
Фазовий склад та зміна періодів елементарної комірки  
для окремих сплавів системи AgGaS2–AgIn5S8 
Склад зразка Фазовий склад зразків 
Періоди елементарної 
комірки, нм 
100 мол. % AgGaS2 α 
a = 0,5756(9), 
c = 1,0303(5) 
90 мол. % AgGaS2 – 10 мол. % AgIn5S8 α + β 
a = 0,5811(3), 
c = 1,0304(1) 
80 мол. % AgGaS2 – 20 мол. % AgIn5S8 α + β 
a = 0,5838(2), 
c = 1,0309(6) 
50 мол. % AgGaS2 – 50 мол. % AgIn5S8 α + β a = 1,0789(4) 
40 мол. % AgGaS2 – 60 мол. % AgIn5S8 α + β a = 1,0790(6) 
30 мол. % AgGaS2 – 70 мол. % AgIn5S8 α + β a = 1,0802(3) 
20 мол. % AgGaS2 – 80 мол. % AgIn5S8 β a = 1,0803(4) 
10 мол. % AgGaS2 – 90 мол. % AgIn5S8 β a = 1,0800(4) 
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com
Науковий вісник Волинського національного університету імені Лесі Українки 
 80 
100 мол. % AgIn5S8 β a = 1,0812(3) 
 
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
20 40 60 802 q  
Рис. 2. Дифрактограми сплавів системи AgGaS2–AgIn5S8при 820 К: 
1 – 100 мол. % AgIn5S8; 2 – 90 мол. % AgIn5S8 – 10 мол. % AgGaS2; 3 – 80 мол. % AgIn5S8 – 20 мол. % AgGaS2; 
4 – 70 мол. % AgIn5S8 – 30 мол. % AgGaS2; 5 – 60 мол. % AgIn5S8 – 40 мол. % AgGaS2; 6 – 50 мол. % AgIn5S8 –  
50 мол. % AgGaS2; 7 – 40 мол. % AgIn5S8 – 60 мол. % AgGaS2; 8 – 30 мол. % AgIn5S8 – 70 мол. % AgGaS2;  
9 – 20 мол. % AgIn5S8 – 80 мол. % AgGaS2; 10 - 10 мол. % AgIn5S8 – 90 мол. % AgGaS2; 11 – 100 мол. % AgGaS2. 
Висновок. На основі результатів РФА та ДТА побудовано діаграму стану системи AgGaS2 – 
AgIn5S8, яка відповідає, за Розебомом, V типу; у ній існує нонваріантна евтектична рівновага, коор-
динати евтектичної точки 40 мол. % AgIn5S8, 1110 K; розчинність на основі вихідних компонентів за 
температури 820 К становить 7 мол. % AgIn5S8 та 22 мол. % AgGaS2. 
Список використаної літератури 
1. Головей М. И. Квантовая електроника : республ. межведомств. сб. / М. И. Головей, Е. Ю. Переш, Е. Е. Сем-
рад // Киев : Ин-т полупроводников АН УССР, 1981. – Вип. 20. – С. 93–103. 
2. Маркус М. М. // Сложные полупроводники и их физические свойства / М. М. Маркус, К. Р. Щербан. – 
Кишинёв : Штиинца, 1971. – С. 143–148. 
3. Abrahams S. E. Crystal structure of piezoelectric nonlinear-optic AgGaS 2 // J. Chem. Phys. – 1973. – V. 59, 
№ 4. – P. 1625–1629. 
4. Mechkovski L. A. Determination of phase transition enthalpies of A(I)B(III)C(VI) 2-type compounds // 
Thermochim. Acta. – 1983. – V. 93. – P. 729–732. 
 
Стаття надійшла до рекдолегії 
12.04.2012 р. 
 
PDF created with pdfFactory Pro trial version www.pdffactory.com


Phase Diagram of the AgGaS2–AgIn5S8 System

http://esnuir.eenu.edu.ua/bitstream/123456789/6272/1/Olekseyuk_SBEENU_CHEM_2012_17_78.pdf

Phase Diagram of the AgGaS2–AgIn5S8 System

Abstract

Similar works

Full text

Available Versions

Electronic Eastern European National University Institutional Repository