Фазовые равновесия в четверной системе Cu-Sb-S-I в области составов CuI-SbSI-SbI3

  • Парвин Р. Мамедли Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности, Французско-Азербайджанский университет, ул. Низами, 183, Баку, AZ-1010, Азербайджан; Институт катализа и неорганической химии Национальной академии наук Азербайджана, пр. Г. Джавида, 113, Баку AZ-1143, Азербайджан https://orcid.org/0000-0002-8062-1485
  • Вагиф А. Гасымов Институт катализа и неорганической химии Национальной академии наук Азербайджана, пр. Г. Джавида, 113, Баку AZ-1143, Азербайджан https://orcid.org/0000-0001-6233-5840
  • Ганира Б. Дашдиева Бакинский инженерный университет, ул. Гасана Алиева, 120, Баку AZ-0102, Азербайджан
  • Дунья М. Бабанлы Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности, Французско-Азербайджанский университет, ул. Низами, 183, Баку, AZ-1010, Азербайджан; Институт катализа и неорганической химии Национальной академии наук Азербайджана, пр. Г. Джавида, 113, Баку AZ-1143, Азербайджан https://orcid.org/0000-0002-8330-7854
Ключевые слова: иодид меди (I), иодид сурьмы, сульфойодид сурьмы, система Cu-Sb-S-I, фазовая диаграмма, твердые растворы

Аннотация

Фазовые равновесия в четверной системе Cu–Sb–S–I исследованы в области составов CuI–SbSI–SbI3 методами дифференциального термического анализа и рентгенофазового анализа. Построены граничный квазибинарный разрез CuI–SbSI, два внутренних политермических разреза фазовой диаграммы, а также проекция поверхности ликвидуса. Определены области первичной кристаллизации фаз, типы и координаты нон- и моновариантных равновесий. В системе выявлены ограниченные твердые растворы на основе SbSI (b-фаза) и высокотемпературных модификаций CuI (α1- и α2-фазы). Образование α1 и α2 фаз сопровождается понижением температур полиморфных
переходов CuI и установлением метатектических (375 °С) и эвтектоидных (280 °С) реакций. Также было показано, что система характеризуется наличием широкой области несмешиваемости, которая покрывает значительную часть поверхности ликвидуса фаз CuI и SbSI

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Парвин Р. Мамедли, Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности, Французско-Азербайджанский университет, ул. Низами, 183, Баку, AZ-1010, Азербайджан; Институт катализа и неорганической химии Национальной академии наук Азербайджана, пр. Г. Джавида, 113, Баку AZ-1143, Азербайджан

диссертант химического
факультета, преподаватель химии ФранцузскоАзербайджанского университета, Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности, Баку, Азербайджан; e-mail: parvin.mammadli@ufaz.az

Вагиф А. Гасымов, Институт катализа и неорганической химии Национальной академии наук Азербайджана, пр. Г. Джавида, 113, Баку AZ-1143, Азербайджан

к. х. н., доцент, Институт
катализа и неорганической химии Национальной
академии наук Азербайджана, Баку, Азербайджан;
e-mail: v-gasymov@rambler.ru

Ганира Б. Дашдиева, Бакинский инженерный университет, ул. Гасана Алиева, 120, Баку AZ-0102, Азербайджан

к. х. н., преподаватель хи-
мии, Бакинский инженерный университет, Баку,
Азербайджан; e-mail: ganira.dasdiyeva@mail.ru

Дунья М. Бабанлы, Азербайджанский государственный университет нефти и промышленности, Французско-Азербайджанский университет, ул. Низами, 183, Баку, AZ-1010, Азербайджан; Институт катализа и неорганической химии Национальной академии наук Азербайджана, пр. Г. Джавида, 113, Баку AZ-1143, Азербайджан

д. х. н., координатор хими-
ческого факультета, преподаватель Французско-
Азербайджанского университета, с. н. с. Института
катализа и неорганической химии Национальной
академии наук Азербайджана, Баку, Азербайджан;
e-mail: dunya.babanly@ufaz.az

Литература

Ivanov-Shhic A. K., Murin. I. V. Ionika tverdogo tela. V 2-h tomah [Ionic Solid State (in 2 vol.)]. St. Petersburg: Izd-vo S.- Peterb. un-ta Publ. 2000;1: 616. (In Russ.)

Babanly M. B., Mashadiyeva L. F., Babanly D. M., Imamaliyeva S. Z., Tagiyev D. B., Yusibov Y. A.. Some issues of complex studies of phase equilibria and thermodynamic properties in ternary chalcogenide systems involving Emf measurements. Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2019;64(13): 1649–1672. https://doi.org/10.1134/s0036023619130035

Peccerillo E., Durose K. Copper–antimony and copper–bismuthchal cogenides — Research pportunities and review for solar photovoltaics. MRS Energy & Sustainability. 2018;5(9): 1–59. https://doi.org/10.1557/mre.2018.10

Loranca-Ramos F. E., Diliegros-Godines C. J., Silva-González R., Pal M. Structural, optical and electrical roperties of copper antimony sulfide thin films grown by a citrate-assisted single chemical bath deposition. Applied Surface Science. 2018;427: 1099–1106. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2017.08.027

Chetty R., Bali A., Mallik R. C. Tetrahedrites as thermoelectric materials: an overview. Journal of Materials Chemistry C. 2015;3(48): 12364–12378. https://doi.org/10.1039/C5TC02537K

Van Embden J., Latham K., Duffy N. W., Tachibana Y. Near-infrared absorbing Cu12Sb4S13, and Cu3SbS4 nanocrystals: Synthesis, characterization, and photoelectrochemistry. Journal of the American Chemical Society. 2013;135(31): 11562–11571. https://doi.org/10.1021/ja402702x

Lu X., Morelli D. T., Xia Y., Zhou F., Ozolins V., Chi H. , Zhou X. , Uher C. High performance thermoelectricity in earth-abundant compounds based on natural mineral tetrahedrites. Advanced Energy Materials. 2013;3(3): 342–348. https://doi.org/10.1002/aenm.201200650

Ioffe A. F. Semiconductor thermoelements and thermoelectric cooling. London: Infosearch Ltd; 1957.

Pfitzner A. (CuI)2Cu3SbS3 : copper iodide as solid solvent for thiometalate ions. Chemistry – A European Journal. 1997;3(12): 2032–2038. https://doi.org/10.1002/chem.19970031218

Rubish V. M. Electric and dielectric properties of glasses of Cu-Sb-S-I system. Semiconductor Physics, Quantum electronics, and Optoelectronics. 2003;6(1): 76–80. http://dspace.nbuv.gov.ua/handle/123456789/117961

Babanly M. B., Chulkov E. V., Aliev Z. S., Shevelkov A. V., Amiraslanov I. R. Phase diagrams in materials science of topological insulators based on metal chalkogenides. Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2017;62(13): 1703–1729. https://doi.org/10.1134/S0036023617130034

Aliyev Z. S., Musayeva S. S., Babanly M. B. The phase relationships in the Sb-S-I system and thermodynamic properties of the SbSI. Journal of Phase Equilibria and Diffusion. 2017;38(12): 887–896. https://doi.org/10.1007/s11669-017-0601-4

Babanly D. M., Tagiyev D. B. Physicochemical aspects of ternary and complex phases development based on thallium chalcohalides. Chemical Problem. 2018;16 (2): 153–177.

https://doi.org/10.32737/2221-8688-2018-2-153-177

Koyasu S., Umezawa N., Yamaguchi A., Miyauchi. M. Optical properties of single crystalline copper iodide with native defects: Experimental and density functional theoretical investigation. Journal of Applied Physics. 2019;125(11): 115101. https://doi.org/10.1063/1.5082865

Grundmann M., Schein F-L., Lorenz M., Böntgen T., Lenzner J., Wenckstern H. Cuprous iodide – a p-type ransparent semiconductor: history and novel applications. Physica Status Solidi A. 2013;210(9): 1671–1703. https://doi.org/10.1002/pssa.201329349

Amalina M. N., Azilawati Y., Rasheid N. A., Rusop M. The properties of copper (I) iodide (CuI) thin films prepared by mister atomizer at different doping concentration. Procedia Engineering. 2013;56: 731 –736. https://doi.org/10.1016/j.proeng.2013.03.186

Perera V. P. S., Tennakone K. Recombination processes in dye-sensitized solid-state solar cells with CuI as the hole collector. Solar Energy Materials and Solar Cells. 2003;79(2): 249–255.

https://doi.org/10.1016/S0927-0248(03)00103-X

Christians J. A., Fung R. C. M., Kamat P. V. An inorganic hole conductor for organo-lead halide perovskite solar cells. Improved hole conductivity with copper iodide. Journal of the American Chemical Society. 2014;136(2): 758–764. https://doi.org/10.1021/ja411014k

Onodera T., Baba K., Hitomi K. Evaluation of antimony tri-iodide crystals for radiation detectors. Science and Technology of Nuclear Installations. 2018;1532742: 1–7. https://doi.org/10.1155/2018/1532742

Mohan D. B., Philip A., Sunandana C. S. Iodization of antimony thin films: XRD, SEM, and optical studies of nanostructured SbI3. Vacuum. 2008;82(6): 561–565. https://doi.org/10.1016/j.vacuum.2007.08.014

Kępińska M., Starczewska A., Bednarczyk I., Szala J., Szperlich P., Mistewicz K. Fabrication and characterisation of SbI3-opal structures. Materials Letters. 2014;130: 17–20. http://dx.doi.org/10.1016/j.matlet.2014.05.063

Toron B., Szperlich P., Koziol M. SbSI composites based on epoxy resin and cellulose for energy harvesting and sensors - the influence of SbSI nanowires conglomeration on piezoelectric properties. Materials. 2020;13(4): 902. https://doi.org/10.3390/ma13040902

Purusothaman Y., Alluri N. R., Chandrasekhar A., Kim S. J. Photoactive piezoelectric energy harvester driven by antimony sulfoiodide (SbSI): A AVBVICVII class ferroelectric-semiconductor compound. Nano Energy. 2018;50: 256–265. https://doi.org/10.1016/j.nanoen.2018.05.058

Jesionek M., Toron B., Szperlich P., Binias W., Binias D., Rabiej S., Starczewska A., Nowak M., Kępińska M., Dec J. Fabrication of a new PVDF/SbSI nanowire composite for smart wearable textile. Polymer. 2019;180: 121729. https://doi.org/10.1016/j.polymer.2019.121729

Szperlich P., Toron B. An ultrasonic fabrication method for epoxy resin/SbSI nanowire composites, and their application in nanosensors and nanogenerators. Polymers. 2019;11(3): 479. https://doi.org/10.3390/polym11030479

Shan Y., Li G., Tian G., Han J., Wang Ch., Liu Sh., Du H., Yang Y. Description of the phase transitions of cuprous iodide. Journal of Alloys and Compounds. 2009;477(1-2): 403–406. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2008.10.026

Yashima M., Xu Q., Yoshiasa A., Wada S. Crystal structure, electron density, and diffusion path of the fast-ion conductor copper iodide CuI. Journal of Materials Chemistry. 2006;16(45): 4393–4396. https://doi.org/10.1039/B610127E

Rolsten R. F. Iodide metals and metal iodides. New York: John Wiley and Sons; 1961. 29. Trotter J., Zobel T. The crystal structure of SbI3 and BiI3. Zeitschrift fur Kristallographie - Crystalline Materials. 1966;123(1-6): 67–72. https://doi.org/10.1524/zkri.1966.123.16.67

Ryazantsev T. A., Varekha L. M., Popovkin B. A., Lyakhovitskaya V. A., Novoselova A. V. P-T-x phase diagram of the SbI3-Sb2S3 system. Izv. Akad. Nauk. Neorg. Mater. 1969;5(7): 2196–2197. (in Russ.)

Audzijonis A., Sereika R., Zaltauskas R. Antiferroelectric phase transition in SbSI and SbSeI crystals. Solid State Commun. 2008;147(3-4): 88–89. https://doi.org/10.1016/j.ssc.2008.05.008

Lukaszewicz K., Pietraszko A., Stepen’ Damm Yu, Kajokas A. Crystal structure and phase transitions of the ferroelectric antimony sulfoiodide SbSI. Part II. Crystal structure of SbSI, in Phases I, II, and III. Polish Journal of Chemistry. 1997;71: 1852–1857.

Itoh K., Matsunaga H. A Study of the crystal structure in ferroelectric SbSI. Zeitschrift für Kristallographie - Crystalline Materials. 1980;152(1-4): 309–315. https://doi.org/10.1524/zkri.1980.152.14.309

Sakuma T. Crystal structure of b-CuI. Journal of the Physical Society of Japan. 1988;57(2): 565–569. https://doi.org/10.1143/JPSJ.57.565

Mammadli P. R. Physico-chemical interaction of the copper and antimony iodides. Azerbaijan Chemical Journal. 2021;1: 43–49. https://doi.org/10.32737/0005-2531-2021-1-43-47

Опубликован
2021-06-04
Как цитировать
Мамедли, П. Р., Гасымов, В. А., Дашдиева, Г. Б., & Бабанлы, Д. М. (2021). Фазовые равновесия в четверной системе Cu-Sb-S-I в области составов CuI-SbSI-SbI3. Конденсированные среды и межфазные границы, 23(2), 236-244. https://doi.org/10.17308/kcmf.2021.23/3435
Раздел
Оригинальные статьи