PREDICTION OF LOW-TEMPERATURE SILVER SULFIDE PHASES, DERIVATIVE FROM ARGENTITE

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Such phases of silver sulfide as body-centered cubic argentite and monoclinic acanthite are widely known. Traditionally, acanthite is considered as the only low-temperature phase of silver sulfide. Low-temperature monoclinic acanthite can be considered as a result of the ordering of sulfur atoms in a non-metallic volume-centered cubic sublattice of argentite, accompanied by a redistribution of silver atoms. However, the possible existence of other low-temperature phases of silver sulfide cannot be excluded. The search for the model phases of the silver sulfide was performed using an evolutionary
algorithm. The possibility of the formation of Ag2S phases with cubic, tetragonal, orthorhombic, trigonal, monoclinic and triclinic symmetries is considered. The calculation of the cohesion energy and enthalpy of formation showed that the formation of low-symmetry phases of Ag2S is energetically most favorable. The elastic stiffness constants cij of all predicted phases of Ag2S are calculated and their mechanical stability is determined. The electron state densities of the predicted Ag2S phases are calculated. Channels of disorder-order transitions associated with the formation of low-temperature unrelaxed monoclinic acanthite ɑ-Ag2S and cubic (space group Pn3m) silver sulfide Ag2S from disordered argentite have been found. The spatial distributions of Young’s modulus and comprehensive compression of cubic (space group Pn3m) silver sulfide Ag2S are determined and a weak anisotropy of its elastic properties is established.

About the authors

S. I. Sadovnikov

Institute of Solid State Chemistry Ural Branch of Russian Academy of Sciences

Email: gusev@ihim.uran.ru
Russian Federation, 620990, Yekaterinburg

M. G. Kostenko

Institute of Solid State Chemistry Ural Branch of Russian Academy of Sciences

Email: gusev@ihim.uran.ru
Russian Federation, 620990, Yekaterinburg

A. I. Gusev

Institute of Solid State Chemistry Ural Branch of Russian Academy of Sciences

Author for correspondence.
Email: gusev@ihim.uran.ru
Russian Federation, 620990, Yekaterinburg

A. V. Lukoyanov

Mikheev Institute of Metal Physics, Ural Branch of the Russian Academy of Sciences; First President of Russia Boris Yeltsin Ural Federal University

Email: gusev@ihim.uran.ru
Russian Federation, 620108, Yekaterinburg; 620002, Yekaterinburg

References

  1. R. C. Sharma and Y. A. Chang, Bull. Alloy Phase Diagrams 7, 263 (1986).
  2. W. T. Thompson and S. N. Flengas, Can. J. Chem.49, 1550 (1971).
  3. S. I. Sadovnikov, A. I. Gusev, and A. A. Rempel, Phys. Chem. Chem. Phys. 17, 12466 (2015).
  4. R. Sadanaga and S. Sueno, Mineralog. J. Japan. 5, 124 (1967).
  5. S. I. Sadovnikov and A. I. Gusev, J. Mater. Chem. A 5, 17676 (2017).
  6. S. I. Sadovnikov, A. I. Gusev, and A. A. Rempel, Phys. Chem. Chem. Phys. 17, 20495 (2015).
  7. O. Alekperov, Z. Jahangirli, and R. Paucar, Phys. Stat. Sol. (b) 253, 1 (2016).
  8. S. Kashida, N. Watanabe, T. Hasegawa, H. Iida, M. Mori, and S. Savrasov, Sol. State Ionics 158, 167 (2003).
  9. S. F. Etris, in Kirk-Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, Metals and Alloys, Wiley, New York (2001), vol. 4, p.761.
  10. Universal Structure Predictor: Evolutionary Xtallography. Manual. Version 9.4.4, http://uspex-team.org
  11. A. R. Oganov and C. W. Glass, J. Chem. Phys. 124, paper 244704 (2006).
  12. A. R. Oganov, A. O. Lyakhov, and M. Valle, Accounts Chem. Res. 44, 227 (2011).
  13. A.O. Lyakhov, A. R. Oganov, H.T. Stokes, and Q. Zhu, Comp. Phys. Comm. 184, 1172 (2013).
  14. W. Kohn and L. J. Sham, Phys. Rev. 140, A1133 (1965).
  15. J. P. Perdew, K. Burke, and M. Ernzerhof, Phys. Rev. Lett. 77, 3865 (1996).
  16. G. Kresse and D. Joubert, Phys. Rev. B 59, 1758 (1999).
  17. G. Kresse and J. Furthmьller, Comput. Mater. Sci. 6, 15 (1996).
  18. Vienna Ab-initio Simulation Package. VASP the GUIDE. April 20 (2016), http://cms.mpi.univie.ac.at/VASP/
  19. P. E. Blцchl, O. Jepsen, and O. K. Andersen, Phys. Rev. B 49, 16223 (1994).
  20. Y. Hinuma, G. Pizzi, Y. Kumagai, F. Oba, and I. Tanaka, Comp. Mater. Sci. 128, 140 (2017).
  21. F. Mouhat and F-X. Coudert, Phys. Rev. B 90, 224104 (2014).
  22. K. Momma and F. Izumi, J. Appl. Crystallogr. 44, 1272 (2011).
  23. S. I. Sadovnikov, A. I. Gusev, and A. A. Rempel, Superlat. Microstr. 83, 35 (2015).
  24. A. I. Gusev, A. A. Rempel, and A. J. Magerl, Disorder and Order in Strongly Nonstoichiometric Compounds. Transition Metal Carbides, Nitrides and Oxides, Springer-Verlag, Berlin–Heidelberg–New York (2001).
  25. O. V. Kovalev, Irreducible Representations of the Space Groups, Gordon and Breach, New York (1965).
  26. A. I. Kryukov, O. L. Stroyuk, N. N. Zin’chuk, A.V. Korzhak, and S. Ya. Kuchmii, J. Mol. Catal. A 221, 209 (2004).
  27. S. I. Sadovnikov, Yu. V. Kuznetsova, and A. A. Rempel, Nanostr. Nano-Object. 7, 81 (2016).
  28. Q. Liu, Y. Pu, Zh. Zhao, J. Wang, and D. Wang, Transact. Tianjin Univ. 26, 273 (2020).
  29. О. В. Ковалев, Неприводимые и индуцированные представления и копредставления федоровских групп, Наука, Москва (1986).
  30. https://matrix.reshish.ru
  31. M. Born, Math. Proc. Camb. Phil. Soc. 36, 160 (1940).
  32. R. E. Newnham Properties of Materials. Anisotropy, Symmetry, Structure, Oxford Univ. Press, New York (2005).
  33. T. Gn¨aupel-Herold, P. C. Brand, and H. J. Prask, J. Appl. Crystallogr. 31, 929 (1998).
  34. C. Zener Elasticity and Anelasticity of Metals, University of Chicago, Chicago (1948).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».