Refinement of the phase diagram of the MnSe– Ga2Se3 system

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

Phase equilibria in the MnSe–Ga2Se3 system were re-investigated by differential thermal analysis (DTA) and X-ray diffraction (XRD) methods and its phase diagram was constructed, which somewhat differs from that presented earlier in the literature. It was established that the system is characterized by the formation of an intermediate phase (ã) with a wide (47–61 mol % Ga2Se3) homogeneity region. Based on Ga2Se3, a wide (~30 mol %) areas of solid solutions was also found. It is shown that the ã-phase undergoes a polymorphic transformation ã′↔ã at 1183 – 1193 K for various compositions. The high-temperature ã′-phase has a minimum melting at 1205 K and 55 mol% Ga2Se3 and is in peritectic equilibria with solid solutions based on both initial binary compounds. Based on powder diffraction data, the tetragonal lattice parameters of the ã-phase with compositions of 50 and 60 mol % Ga2Se3 were determined. The previously indicated ternary compound of the Mn2Ga2Se5 composition was not been confirmed. A comparative analysis of the obtained results with literature data was carried out.

Full Text

Restricted Access

About the authors

F. M. Mammadov

Institute of Catalysis and Inorganic Chemistry; Azerbaijan State Pedagogical University

Author for correspondence.
Email: faikmamadov@mail.ru
Azerbaijan, AZ-1143 Baku; AZ-1000, Baku

R. M. Agayeva

Azerbaijan State Pedagogical University

Email: faikmamadov@mail.ru
Azerbaijan, AZ-1000, Baku

I. R. Amiraslanov

Institute of Physics

Email: faikmamadov@mail.ru
Azerbaijan, AZ-1143, Baku

M. B. Babanly

Institute of Catalysis and Inorganic Chemistry

Email: faikmamadov@mail.ru
Azerbaijan, AZ-1143 Baku

References

  1. Hyunjung K., Tiwari A.P., Hwang E. et al. // Adv. Sci. 2018. V. 5. № 7. P. 1800068. https://doi.org/10.1002/advs.201800068
  2. Xia C., Li J. // J. Semicond. 2016. V. 37. № 5. P. 051001. https://doi.org/10.1088/1674-4926/37/5/051001
  3. Wyżga P., Veremchuk I., Bobnar M. et al. // Z. Anorg. Allg. Chem. 2020. V. 646. № 14. P. 1091. https://doi.org/10.1002/zaac.202000014
  4. Karthikeyan N., Aravindsamy G., Balamurugan P. et al. // Mater. Res. Innovations. 2018. V. 22. № 5. Р. 278. https://doi.org/10.1080/14328917.2017.1314882
  5. Bose A., Banerjee R., Narayan A. // Condens. Matter. 2022. V. 2. P. 1. https://arxiv.org/pdf/2202.03317v2.pdf
  6. Yang J., Zhou Z., Fang J. et al. // Appl. Phys. Lett. 2019. V. 115. № 22. P. 222101. https://doi.org/10.1063/ 1.5126233
  7. Hwang Y., Choi J., Ha Y. et al. // Curr. Appl. Phys. 2020. V. 20. № 1. P. 212. https://doi.org/10.1016/j.cap.2019. 11.005
  8. Sagredo V., Torres T.E., Delgado G.E. et al. // Rev. Mex. Fís. 2019. V. 65. № 1. P. 14. https://www.scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0035-001X2019000100014
  9. Zhang B., Liu Y., Zhu H. et al. // Environ. Sci. Pollut. Res. 2023. V. 30. P. 13438. https://doi.org/10.1007/s11356-022-22929-6
  10. Pauliukavets S.A., Bychek I.V., Patapovich M.P. // Inorg. Mater: Appl. Res. 2018. V. 9. № 2. P. 207. https://doi.org/10.1134/S2075113318020223 [Павлюковец С.А., Бычек И.В., Патапович М.П. // Перспективные материалы. 2017. № 12. С. 26. https://www.j-pm.ru/12-articles-1-9]
  11. Kim H., Liu X., Kim M. et al. // Chem. Mater. 2021. V. 33. № 1. P. 164. https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.0c03146
  12. Eremeev S.V., Otrokov M.M., Chulkov E.V. // Nano Lett. 2018. V. 18. № 10. P. 6521. https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.8b03057
  13. Otrokov M.M., Klimovskikh I.I., Bentmann H. et al. // Nature. 2019. V. 576. № 7787. P. 416. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1840-9
  14. Haoyu L., Yiya H., Qixun G. et al. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2023. V. 56. № 4. P. 045302. https://doi.org/ 10.1088/1361-6463/aca61e
  15. Klimovskikh I.I., Otrokov M.M., Estyunin D. et al. // npj Quantum Mater. 2020. V. 5. № 54. https://doi.org/ 10.1038/s41535-020-00255-9
  16. Estyunin D.A., Klimovskikh I.I., Shikin A.M. et al. // APL Mater. 2020. V. 8. № 2. P. 021105. https://doi.org/ 10.1063/1.5142846
  17. Walko R.C., Zhu T., Bishop A.J. et al. // Phys. E. 2022. V. 143. P. 115391. https://doi.org/10.1016/j.physe. 2022.115391
  18. Yonghao Y., Xintong W., Hao L. et al. // Nano Lett. 2020. V. 20. № 5. P. 3271. https://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c00031
  19. Zhou L., Tan Z., Yan D. et al. // Phys. Rev. B: Condens. Matter. 2020. V. 102. № 8. P. 085114. https://doi.org/ 10.1103/PhysRevB.102.085114
  20. Garrity K.F., Chowdhury S., Tavazza F.M. // Phys. Rev. Materials. 2021. V. 5. № 2. P. 024207. https://doi.org/ 10.1103/PhysRevMaterials.5.024207
  21. Ovchinnikov D., Huang X., Lin Z. et al. // Nano Lett. 2021. V. 21. № 6. P. 2544. https://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c05117
  22. Swatek P., Wu Y., Wang L.L. // Phys. Rev. B: Condens. Matter. 2020. V. 101. № 16. P. 161109. https://doi.org/ 10.1103/PhysRevB.101.161109
  23. Zhu T., Bishop A.J., Zhou T. et al. // Nano Lett. 2021. V. 21. № 12. P. 5083. https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c00141
  24. Garnica M., Otrokov M., Aguilar P.C. et al. // npj Quantum Mater. 2022. V. 7. P. 1. https://doi.org/ 10.1038/s41535-021-00414-6
  25. Sharan A., Sajjad M., Singh D.J. et al. // Phys. Rev. Materials. 2022. V. 6. № 9. P. 094005. https://doi.org/ 10.1103/PhysRevMaterials.6.094005
  26. Tarasov A.V., Makarova T.P., Estyunin D.A. et al. // Symmetry. 2023. V. 15. № 2. P. 469. https://doi.org/10.3390/sym15020469
  27. Djieutedjeu H., Lopez J.S., Lu R. et al. // J. Am. Chem. Soc. 2019. V. 141. № 23. P. 9249. https://doi.org/10.1021/jacs.9b01884
  28. Levy I., Forrester C., Ding X. et al. // Scientific Reports. 2023. V. 13. P. 7381. https://doi.org/10.1038/s41598-023-34585-y
  29. Moroz N.A., Lopez J.S., Djieutedjeu H. et al. // Chem. Mater. 2016. V. 28. № 23. P. 8570. https://doi.org/ 10.1021/acs.chemmater.6b03293
  30. Levy I., Forrester C., Deng H. et al. // Cryst. Growth Des. 2022. V. 22. № 5. P. 3007. https://doi.org/10.1021/acs.cgd.1c01453
  31. Liu Y., Kang Ch., Stavitski E. et al. // Phys. Rev. B. 2018. V. 97. № 15. P. 155202. https://doi.org/10.1103/PhysRevB.97.155202
  32. Babanly M.B., Chulkov E.V., Aliev Z.S. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2017. V. 62. № 13. P. 1703. https://doi.org/10.1134/S0036023617130034
  33. Babanly M.B., Mashadiyeva L.F., Babanly D.M. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2019. V. 64. № 13. P. 1649. https://doi.org/10.1134/S0036023619130035
  34. Imamaliyeva S.Z., Babanly D.M., Qasymov V.A. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2021. V. 66. № 4. Р. 558. https://doi.org/10.1134/S0036023621040124 [Имамалиева С.З., Бабанлы Д.М., Гасымов В.А. и др. // Журн. неорган. химии. 2021. T. 66. № 4. C. 519. https://doi.org/10.31857/S0044457X21040127]
  35. Mammadov F.M., Amiraslanov I.R., Imamaliyeva S.Z. et al. // J. Phase Equilib. Diffus. 2019. V. 40. № 6. P. 787. https://doi.org/10.1007/s11669-019-00768-2
  36. Mamedov F.M., Babanly D.M., Amiraslanov I.R. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2020. V. 65. № 11. P. 1747. https://doi.org/10.1134/S0036023620110121 [Мамедов Ф.М., Бабанлы Д.М., Амирасланов И.Р. и др. // Журн. неорган. химии. 2020. T. 65. № 11. C. 1535. https://doi.org/10.31857/S0044457X20110124]
  37. Mammadov F.М., Amiraslanov I.R., Aliyeva Y.R. et al. // Acta Chim. Slovenica. 2019. V. 66. P. 466. https://doi.org/10.17344/acsi.2019.4988
  38. Mammadov F.M., Babanly D.M., Amiraslanov I.R. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2021. V. 66. № 10. P. 1533. https://doi.org/10.1134/S0036023621100090 [Мамедов Ф.М., Бабанлы Д.М., Амирасланов И.Р. и др. // Журн. неорган. химии. 2021. T. 66. № 10. C. 1457. https://doi.org/ 10.31857/S0044457X21100093]
  39. Mammadov F.M., Niftiev N.N., Jafarov Ya.I. et al. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. V. 67. № 10. P. 1623. https://doi.org/10.1134/S0036023622600769 [Мамедов Ф.М., Нифтиев Н.Н., Джафаров Я.И. и др. // Журн. неорган. химии. 2022. T. 67. № 10. C. 1459. https://doi.org/ 10.31857/S0044457X22100142]
  40. Pardo M.P., Flahaut J. // Mater. Res. Bull. 1978. V. 13. № 11. P. 1231. https://doi.org/10.1016/0025-5408(78) 90214-3
  41. Бабаева П.К., Рустамов П.Г. // Исследования в области неорганической и физической химии. Баку: Элм, 1981. C. 53.
  42. Диаграммы состояния двойных металлических систем / Под ред. Лякишева Н.Р. М.: Машиностроение, 2001. Т. 3. Кн. 1. С. 382.
  43. Massalski T.B. Binary alloy phase diagrams. Ohio: ASM İnternational. Materials Park, 1990. 3875 p.
  44. Абрикосов Н.Х., Банкина В.Ф., Порецкая Л.В. и др. Полупроводниковые халькогениды и сплавы на их основе. М.: Наука, 1975. 220 с.
  45. Cannas M., Garbato L., Geddo Lehmann A. et al. // Cryst. Res. Technol. 1998. V. 33. № 3. P. 417. https://doi.org/10.1002/(SICI)1521-4079(1998)33:3<417::AID-CRAT417>3.0.CO;2-2

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Powder diffraction patterns of alloys of the MnSe–Ga2Se3 system.

Download (1MB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Phase diagram of the MnSe–Ga2Se3 system.

Download (830KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Powder diffraction pattern of a sample of MnGa2Se4 composition, quenched from 1200 K.

Download (694KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. DTA heating curves for some annealed alloys of the MnSe–Ga2Se3 system: 1 - 40, 2 - 50, 3 - 65 mol. % Ga2Se3.

Download (846KB)
Indexing metadata

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».