ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ Bi2Te3-Ho2Тe3

  • F. Sadygov Бакинский государственный университет
  • N. Mamedova Бакинский государственный университет
Keywords: system, eutectic, microhardness, liquidus, solidus

Abstract

The chemical interactions in the Bi2Te3-Ho2Te3 system are investigated by methods of physicochemical analysis (DTA, XRD, MSA, microhardness measurements and density determination), a state diagram is constructed. As a result, it was revealed that the system state diagram is a quasi-binary eutectic type. In the Bi2Te3Ho2Te3 system, in a 1: 1 ratio of components, one ternary compound of the HoBiTe3 composition, incongruently melting at 610°C, is formed. According to the results of X-ray phase analysis, it was found that the HoBiTe3 compound crystallizes in the tetragonal system with lattice parameters: a = 19.99; c = 13.82 Å, Z = 3, density ρpikn. = 7.30 g/cm3 ρrent. = 7.35 g/cm3.On the basis of the initial components, regions of solid solutions were found, which on the basis of Bi2Te3 reach 5 mol % Ho2Te3, and on the basis of Ho2Te3 -3 mol % Bi2Te3. Compounds Bi2Te3 and Ho2Te3 form a eutectic with a composition of 20 mol % Ho2Te3 and a temperature of 465°C.

Author Biographies

F. Sadygov , Бакинский государственный университет

д.х.н., профессор   кафедрой «Общей и неорганической химии

N. Mamedova , Бакинский государственный университет

 диссертант кафедрой «Общей и неорганической химии

References

1.Hyunsu Kim, Changhyun Jin, Sunghoon Park,Wan In Lee. Structure and optical properties of Bi2S3 and Bi2O3 nanostructures synthesized via thermal evaporation and thermal oxidation routes // Chemical Engineering Journals. 2013. V. 215–216. P. 151–156. January with 83 Reads DOI: 10.1016/j.cej.2012.10.102
2.Парфеньев Р. В., Сологуб В. В., Гольцман Б. М. Квантовые осцилляции кинетических и фотоэлектрических коэффициентов п-Вi2Те3 // ФТТ. 1968.Т. 10, вып. 10. С. 3087-3096.
3.Степанов Н. П., Калашников А. А., Гильфанов А. К. и др. Оптические и магнитные свойства легированных кристаллов теллурида висмута // Наука и предпринимательство. Чита: ЗИП СибУПК, 2007. С. 199-204.
4.Степанов II. П., Калашников А. А., Улашкевич 10. В. Оптические свойства твердых растворов В12Те3-Sb2Те3 в области плазменных эффектов // Термоэлектрики и их применения: сб. ст. СПб.: Изд-во ФТИ (РАН). 2008. С. 103-108.
5.73. Степанов Н. П., Калашников А. А., Улашкевич Ю. В. Оптические функции кристаллов твердых растворов Bi2Te3-Sb2Te3 в области возбуждения плазмонов и межзонных переходов // Оптика и спектроскопия. 2010. Т. 109. № 6. С. 11381143.
6.Arumugam J., Dhayal Raj A., Albert Irudayaraj A., Pazhanivel T. Temperature Based Investigation on Structure and Optical Properties of Bi2S3 Nanoflowers by Solvothermal Approach. Mechanics // Materials Science & Engineering. 2017. V. 9. doi:10.2412/mmse.73.16.231
7.Lee G.E., Kim I.H., Lim Y.S., Seo W.S., Choi B.J., Hwang C.W. Preparation and thermoelectric properties of doped Bi2Te3-Bi2Se3 solid solutions // J. Electron. Mater. 2014. 43. 1650–1655.
8.Gasenkova, I.V.; Svechnikova, T.E. Structural and transport properties of Sn-Doped Bi2Te3xSex single crystals // Inorg. Mater. 2004. V. 40. P. 570–575.
9.Wu F., Wang W., Hu X., Tang M. Thermoelectric properties of I-Doped n-Type Bi2Te3based material prepared by hydrothermal and subsequent hot pressing // Prog. Nat. Sci. 2017.V. 27. P. 203–207.
10. Han M.-K., Ahn K., Kim H.J., Rhyee J.-S., Kim S.-J. Formation of Cu nanoparticles in layered Bi2Te3 and their effect on ZT enhancement // J. Mater. Chem. 2011. V. 21. P. 11365–11370.
11. Liu W.-S., Zhang Q., Lan Y., Chen S., Yan X., Zhang Q., Wang H., Wang D., Chen G., Ren Z. Thermoelectric property studies on Cu-doped n-type CuxBi2Te2.7Se0.3 nanocomposites // Adv. Energy. Mater. 2011. V. 1. P, 577–587.
12. Sie F.R., Kuo C.K., Hwang C.S., Chou Y.W., Yeh C.H., Lin Y.L., Huang J.Y. Thermoelectric performance of n-Type Bi2Te3/Cu composites fabricated by nanoparticle decoration and spark plasma sintering // J. Electron. Mater. 2016. V. 45. P. 1927– 1934.
13. Han M.-K., Yu B.G., Jin Y., Kim, S.J. A Synergistic effect of metal iodide doping on the thermoelectric properties of Bi2Te3 // Inorg. Chem. Front. 2017. V. 4. P. 881–888.
14. Chen S., Cai K.F., Li F.Y., Chen S.Z. The Effect of Cu Addition on the system stability and thermoelectric properties of Bi2Te3 // J. Electron. Mater. 2014. V. 43. P. 1966–1971.
15. Imamuddin M., Dupre A. Thermoelectric properties of p-type Bi2Te3–Sb2Te3–Sb2Se3 alloys and n-type Bi2Te3–Bi2Se3 alloys in the temperature range 300 to 600 K // Phys. Status Solids (A) 1972. V. 10. P. 415–424.
16. Yazyev O. V., Moore J. E., and Louie S. G. Spin polarization and transport of surface states in the topological insulators Bi2Se3 and Bi2Te3 from first principles // Phys. Rev. Lett. 2010. V. 105. P. 266806.
17. Zhang Y., He K., Chang C-Z., Song C-L., Wang L-L., Chen X., et al. Crossover of the threedimensional topological insulator Bi2Se3 to the twodimensional limit // Nat. Phys. 2010. V. 6. P, 584-592. 18. Zhang W., Yu R., Zhang H-J., Dai X. and Fang Z. 2010 First-principles studies of the threedimensional strong topological insulators Bi2Te3, Bi2Se3 and Sb2Te3, // New J. Phys. 12, 065013.
19. Zhang H., Liu C-X., Qi X-L., Dai X., Fang Z., and Zhang S-C. Topological insulators in Bi2Se3, Bi2Te3 and Sb2Te3 with a single Dirac cone on the surface // Nature Phys. 2009. V. 5. P. 438-446.
20. Linder J., Yokoyama T., and Sudbø A. Anomalous finite size effects on surface states in the topological insulator Bi2Se3 // Phys. Rev. 2009. B. 80. P. 205401. 21. Никифоров В. Н., Морозкин А. В., Ирхин В. Ю. Термоэлектрические свойства редкоземельных сплавов // Физика металлов и материаловедение 2013. Т. 114. № 8. С.711-720.
22. Кудреватых Н. В., Волегов А. С. Магнетизм редкоземельных металлов и их интерметаллических соединений -Екатеринбург Издательство Уральского университета. 2015. 196 с.
23. Белов К. П. Редкоземельные магнетики и их применение. -М. : Наука. 1980. 240 с.
24. Andreenko A., Nizhankovski V., Mydlarz T., Salamova A., Skourski Y., Tristan N., Verbetsky V., “Hydrogenation Effect on Magnetic Properties of Rare Earth-FE/Co Amorphous Alloys // Int. J. Hydrog. Energy. 1999. V. 24. P. 221–224.
25. Садыгов Ф.М., Ильяслы Т.М., Сафарова Г.T., Зломанов B.П., Алиев И.И. Физикохимическое исследование системы // Неорган. материалы. 2017. Т.53. № 7. С. 681–685.
26. Садыгов Ф.М., Ильяслы Т.М., Сафарова Г.T., Зломанов B.П., Алиев И.И. Физикохимическое исследование системы Sb2Se3-Nd2Se3 // Неорган. материалы. 2017. Т.53. № 7. С. 681–685.
27. Рустамов П.Г., Садыгов Ф.М. Алиев И.И. Система Bi2Te3-TbTe // Журн. неорган. химии. 1985. Т. 30. № 1. С. 263-261.
28. Рустамов П.Г. Исследование тройной системы Nd-Bi-Te по разрезам Bi2Te3-NdTe и Bi2Te3-NdBi // Журн. неорган. химии. 1985. T.30. №
Published
2020-12-14
How to Cite
(1)
Sadygov , F.; Mamedova , N. ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ СИСТЕМЫ Bi2Te3-Ho2Тe3 . Eurasian Union of Scientists 2020, 3, 57-62.

Flag Counter