Liniya steklovaniya As2S3 na fazovoy P, T -diagramme vplot' do davleniy metallizatsii rasplava
- Authors: Tsiok O.B1, Brazhkin V.V1, Bychkov E.1, Tver'yanovich A.S1
-
Affiliations:
- Issue: Vol 121, No 11-12 (2025)
- Pages: 898-902
- Section: Articles
- URL: https://ruspoj.com/0370-274X/article/view/685389
- DOI: https://doi.org/10.31857/S0370274X25060075
- EDN: https://elibrary.ru/EZNOKK
- ID: 685389
Cite item
Abstract
В большинстве халькогенидных стекол при сжатии, начиная с давлений 1–1.5 ГПа, наблюдается неупругое поведение: размытые структурные превращения со сложной логарифмической кинетикой. В соответствующих расплавах также происходит изменение структуры промежуточного и ближнего порядка, как правило, в диапазоне давлений от 1 до 10 ГПа. В то же время температура стеклования Tg для халькогенидных систем при давлениях выше 1 ГПа ранее никем не исследовалась. В настоящей работе впервые исследовано стеклование в “классическом” стеклообразующем соединении As2S3 при высоком гидростатическом давлении до 5 ГПа, т.е именно в том диапазоне, где наблюдаются размытые превращения и рост химического беспорядка в стекле и в расплаве. При более высоких давлениях начинается плавная металлизация и химическое диспропорционирование расплава, и стекла при охлаждении не образуются. Начальный наклон линии стеклования dTg/dP хорошо согласуется с оценкой из термодинамических соотношений Пригожина – Дэфея. Линия стеклования имеет большую кривизну, резко выполаживается при сжатии вплоть до давления 3 ГПа, а затем переходит к почти линейной зависимости. Отношение температуры стеклования к температуре плавления Tg/Tm для As2S3 падает с давлением от 0.8 до 0.6 при 5 ГПа, что свидетельствует о кардинальном уменьшении склонности к стеклообразованию при сжатии. Обсуждается возможная связь особенностей характера кривой стеклования и превращений в расплаве и стекле при соответствующих давлениях.
About the authors
O. B Tsiok
Email: tsiok@hppi.troitsk.ru
V. V Brazhkin
E. Bychkov
A. S Tver'yanovich
References
- Sh. Ichihara, A. Komatsu, Y. Tsujita, T. Nose, and T. Hata, Polym. J. 2, 530 (1971). doi: 10.1295/POLYMJ.2.530.
- J. Pionteck, Polymers 10, 578 (2018). doi: 10.3390/polym10060578.
- A. A. Pronin, M. V. Kondrin, A. G. Lyapin, V. V. Brazhkin, A. A. Volkov, P. Lunkenheimer, and A. Loidl, Phys. Rev. E 81, 041503 (2010); doi: 10.1103/PhysRevE.81.041503.
- M. V. Kondrin, A. A. Pronin, and V. V. Brazhkin, J. Phys. Chem. B 122, 9032 (2018); doi: 10.1021/acs.jpcb.8b07328.
- C. A. Herbst, R. L. Cook, and H. E. King Jr., Nature 361, 518 (1993); doi: 10.1038/361518a0.
- O. B. Tsiok, V. V. Brazhkin, A. G. Lyapin, and L. G. Khvostantsev, Phys. Rev. Lett. 80, 999 (1998); doi: 10.1103/PhysRevLett.80.999.
- V. V. Brazhkin, Y. Katayama, K. Trachenko, O. B. Tsiok, A. G. Lyapin, E. Artacho, M. Dove, G. Ferlat, Y. Inamura, and H. Saitoh, Phys. Rev. Lett. 101, 035702 (2008); doi: 10.1103/PhysRevLett.101.035702.
- В. В. Бражкин, О. Б. Циок, Й. Катаяма, Письма в ЖЭТФ 89, 285 (2009); doi: 10.1134/S0021364009050063.
- V. V. Brazhkin, E. Bychkov, and O. B. Tsiok, J. Phys. Chem. B 120, 358 (2016); doi: 10.1021/acs.jpcb.5b10559.
- В. В. Бражкин, Е. Бычков, О. Б. Циок, ЖЭТФ 150, 356 (2016); doi: 10.7868/S0044451016080162.
- V. V. Brazhkin, E. Bychkov, and O. B. Tsiok, Phys. Rev. B 95, 054205 (2017); doi: 10.1103/PhysRevB.95.054205.
- В. В. Бражкин, Е. Бычков, О. Б. Циок, ЖЭТФ 152, 530 (2017); doi: 10.7868/S0044451017090103.
- V. V. Brazhkin, O. B. Tsiok, Phys. Rev. B 96, 134111 (2017); doi: 10.1103/PhysRevB.96.134111.
- О. Б. Циок, В. В. Бражкин, ЖЭТФ 154, 1217 (2018); doi: 10.1134/S0044451018120155.
- E. Soignard, O. B. Tsiok, A. S. Tverjanovich, A. Bytchkov, A. Sokolov, V. V. Brazhkin, C. J. Benmore, and E. Bychkov, J. Phys. Chem. B 124, 430 (2020); doi: 10.1021/acs.jpcb.9b10465.
- В. В. Бражкин, Е. Бычков, А. С. Тверьянович, О. Б. Циок, ЖЭТФ 157, 679 (2020); doi: 10.31857/S0044451020040112.
- О. Б. Циок, В. В. Бражкин, А. С. Тверьянович, Е. Бычков, ЖЭТФ 161, 65 (2022); doi: 10.31857/S0044451022010060.
- A. S. Tverjanovich, O. B. Tsiok, V. V. Brazhkin, M. Bokova, A. Cuisset, and E. Bychkov, J. Phys. Chem. B 127, 9850 (2023); doi: 10.1021/acs.jpcb.3c05773.
- В. В. Бражкин, И. В. Данилов, О. Б. Циок, Письма в ЖЭТФ 117, 840 (2023); doi: 10.31857/S1234567823110071.
- V. V. Brazhkin, Y. Katayama, A. G. Lyapin, and H. Saitoh, Phys. Rev. B 89, 104203 (2014); doi: 10.1103/PhysRevB.89.104203.
- V. V. Brazhkin, Y. Katayama, M. V. Kondrin, T. Hattori, A. G. Lyapin, and H. Saitoh, Phys. Rev. Lett. 100, 145701 (2008); doi: 10.1103/PhysRevLett.100.145701.
- V. V. Brazhkin, M. Kanzaki, K. Funakoshi, and Y. Katayama, Phys. Rev. Lett. 102, 115901 (2009); doi: 10.1103/PhysRevLett.102.115901.
- V. V. Brazhkin, Y. Katayama, M. V. Kondrin, A. G. Lyapin, and H. Saitoh, Phys. Rev. B 82, 146202 (2010); doi: 10.1103/PhysRevB.82.140202.
- V. V. Brazhkin, I. Farnan, K. Funakoshi, M. Kanzaki, Y. Katayama, A. G. Lyapin, and H. Saitoh, Phys. Rev. Lett. 105, 115701 (2010); doi: 10.1103/PhysRevLett.105.115701.
- A. Feltz, Amorphe und Glasartige Anorganische Festktsrper, Wiley-VCH, Akademie, Berlin (1983)
- O. Podrazky, I. Kasik, P. Peterka, J. Aubrecht, J. Cajzl, J. Probostova, and V. Matejec, Proc. of SPIE 9450, B1, Photonics, Devices, and Systems VI; 94501A (2015); doi: 10.1117/12.2070351.
- A. Kovalskiy, M. Vlcek, K. Palka, Ja. Buzek, J. YorkWinegar, Ju. Oelgoetz, R. Golovchak, O. Shpotyuk, and H. Jain, Applied Surface Science 394, 604 (2017); doi: 10.1016/j.apsusc.2016.10.002.
- W. H. Zachariasen, J. Amer. Chem. Soc. 54, 3841 (1932); doi: 10.1021/ja01349a006.
- B. A. Joiner and J. C. Thompson, J. Non-Cryst. Sol. 21, 215 (1976); doi: 10.1016/0022-3093(76)90042-9.
- В. А. Киркинский, В. Г. Якушев, в сб. Экспериментальные исследования по минералогии (1969–1970), ред. А. А. Годовиков, В. С. Соболев, Сибирское отделение АН СССР, Институт геологии и геофизики, Новосибирск (1971), с. 60; https://www.geokniga.org/bookfiles/geoknigaeksperimentalnye-issledovaniya-po-mineralogii-1969-1970-god.pdf.
- L. G. Khvostantsev, L. F. Vereshchagin, and A. P. Novikov, High Temp.-High Press. 9, 637 (1977).
- L. G. Khvostantsev, V. N. Slesarev, and V. V. Brazhkin, High Press. Res. 24, 371 (2004); doi: 10.1080/08957950412331298761.
- E. Williams and C. A. Angell, J. Phys. Chem. 81, 232 (1977); doi: 10.1021/j100518a010.
- Г. М. Орлова, В. А. Муромцев, Физика и химия стекла 5, 361 (1979).
- В. А. Ананичев, А.И. Демидов, А.Н. Кудрявцев, Физика и химия стекла 11, 215 (1985).
- K. Ramesh, N. Naresh, Pumlianmunga, and E. S. R. Gopal, Key Engineering Materials 702, 43 (2016); doi: 10.4028/ href='www.scientific.net/KEM.702.43' target='_blank'>www.scientific.net/KEM.702.43.
- K. Ramesh, J. Phys. Chem. B 118, 8848 (2014); doi: 10.1021/jp504290z.
- S. J. Rzoska, Frontiers in Materials 4, 33 (2017); doi: 10.3389/fmats.2017.00033.
- C.A. Angell, Science 267, 1924 (1995); doi: 10.1126/science.267.5206.1924.
- N. B. Bolotina, V. V. Brazhkin, T. I. Dyuzheva, Y. Katayama, L. F. Kulikova, L. V. Lityagina, N. A. Nikolaev, Письма в ЖЭТФ 98, 608 (2013); doi: 10.1134/S0021364013220025.
Supplementary files
