Кинетика и механизм линейного роста кристаллов в стекле As2Se3
https://doi.org/10.21266/2079-4304.2021.234.267-282
Аннотация
Ранее исследовано влияние малых добавок олова и свинца на кинетические параметры изотермической объемной кристаллизации стекол на основе As2Se3. Кинетика преимущественно поверхностной кристаллизация стекла As2Se3, используемого в электронной технике и волоконной ИК оптике, изучалась методами дифференциальной сканирующей калориметрии и микроскопии. Влияние величины переохлаждения ΔТ на механизм и кинетические параметры кристаллизации стекла As2Se3 изучено недостаточно. Автором статьи выполнен теоретический анализ экспериментальных зависимостей скорости линейного роста кристаллов As2Se3 от температуры и вязкости стекла As2Se3. На основе анализа существующих данных и приводимой работы показано, что в стекле As2Se3 при переохлаждениях ΔT = 30–135 вероятен дислокационный рост кристаллов в форме сферолитов. Для индивидуальных пластинчатых кристаллов As2Se3 с бездислокационными гранями внутри сферолитов при ΔT = 75–135 вероятен механизм роста с поверхностной двумерной нуклеацией, или 2Dsg– model. Скорость линейного роста кристаллов в стекле As2Se3 при 240−345 C теоретически рассчитывается, если в формулу Тернбала–Коэна ввести вероятностный фактор f (ТΔT) роста на ступенях винтовых дислокаций, а свободную энергию активации роста кристаллов ΔGa'' (T) принять равной кинетическому барьеру при вязком течении стекла ΔGη # (T) в уравнении Эйринга.
Об авторе
Е. В. Школьников
Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет
Россия
Россия
ШКОЛЬНИКОВ Евгений Васильевич – профессор кафедры химии, доктор химических наук, профессор
194021, Институтский пер., д. 5, Санкт-Петербург
Researcher ID : G-8108-2016
Scopus Author ID :Scopus 7003735499
Список литературы
1. Немилов С.В., Петровский Г.Т. Исследование вязкости стекол системы селен–мышьяк // Журнал прикладной химии. 1963. Т. 36. №5. С. 977¬981.
2. Школьников Е.В. К кинетике роста кристаллов в стеклах M2O . 2 SiO2 (M = Li, Na, K) // Физика и химия стекла. 1980. Т. 6, № 2. С. 153–163.
3. Школьников Е.В. О взаимосвязи структурно-химических особенностей и кинетических параметров кристаллизации стекла // Стеклообразное состояние. Труды VII Всесоюз. совещания. Л.: Наука, 1983. С. 131−135.
4. Школьников Е.В. Структурно-химическая модель полупроводниковых стекол AsSe1,5Snx (x ≤ 0,3) // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2014. Вып. 208. С. 162–171.
5. Школьников Е.В. Meханизм поверхностной изотермической кристаллизации стекол TlAsS2 и TlAsSе2 // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2018. Вып. 222. С. 228–239. DOI: 10.21266/2079-4304.2018.222.228-239
6. Школьников Е.В. Кинетика ситаллизации полупроводниковых стекол AsSe1,5Snx (x = 0,13, 0,20) // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2019. Вып. 226. С. 208–221. DOI: 10.21266/2079-4304.2019.226.208-221.
7. Школьников Е.В. Кинетика и механизм изотермической кристаллизации полупро-водниковых стекол AsSe1,5 Pbx (x = 0,025, 0,13) // Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2020. Вып. 231. С. 222–237. DOI: 10.21266/2079-4304.2020.231.222-237
8. Arai T., Komiya S., Kudo K. Temperature dependence of vibrational spectra in crystalline, amorphous and liquid As2Se3 // Journal of Non-Crystalline Solids. 1975. Vol. 18. No. 2. P. 289–294.
9. Budewski E., Bostanoff B., Vitanoff T., Stoinoff Z., Kotzewa A., Kaischew R., Zweidimensionale Keimbildung und Ausbreitung von Monoatomaren Schichten versetzungsfreien (100)–Flächen von Silbereinkristallen // Physica Status Solidi (B). 1966. Vol. 13, no. 2. P. 577–588.
10. Henderson D.W., Ast D.G. Viscosity and crystallization kinetics of As2Se3// Journal of Non−Crystalline Solids. 1984. Vol. 64, no. 1. Р. 43–70.
11. Jackson K.A., Uhlmann D.R., Hunt J.D. On the nature of crystal growth from the melt// Journal of Crystal Growth. 1967. Vol. 1, no. 1. P. 1−36.
12. Malek J., Shanelova J., Martinkova S., Pilny P., Kostal P. Crystal growth velocity in As2Se3 supercooled liquid // Crystal Growth and Design. 2017. Vol. 17, no. 9. P. 4990–4999.
13. Platakis N.S., Gatos R.C. Devitrification characteristics of the semiconductor system (1 – x)As2Se3·xSb2Se3 // Journal of Electrochemical Society 1972. Vol. 119, no. 7. Р. 914–920.
14. Schmelzer Ju. W.P., Abyzov A.S., Fokin V.M., Schick Ch., Zanotto E.D. Crystallization in glass-forming liquids: Effects of decoupling of diffusion and viscosity on crystal growth // Journal of Non-Crystalline Solids. 2015. Vol. 429. P. 45–53.
15. Turnbull D., Cohen M.H. Crystallization kinetics and glass formation // Modern aspects of the vitreous state / ed. J.D. MacKenzie. London: Butterworth and Co.Publishers Ltd, 1960. P. 38−62.
Рецензия
Для цитирования:
Школьников Е.В. Кинетика и механизм линейного роста кристаллов в стекле As2Se3. Известия Санкт-Петербургской лесотехнической академии. 2021;(234):267-282. https://doi.org/10.21266/2079-4304.2021.234.267-282
For citation:
Shkol’nikov E.V. Kinetics and mechanism of linear crystal growth in As2Se3 glass. Izvestia Sankt-Peterburgskoj lesotehniceskoj akademii. 2021;(234):267-282. (In Russ.) https://doi.org/10.21266/2079-4304.2021.234.267-282
Просмотров:
75
Послать статью по эл. почте 