Фазовые равновесия в системе MnTе–MnGa2Te4–MnIn2Te4

  • Фаик Мамедага Мамедов Институт катализа и неорганической химии им. М. Нагиева Национальной академии наук Азербайджана, пр. Г. Джавида, 113, Баку Az1143, Азербайджан https://orcid.org/0000-0003-3317-7438
  • Самира Закир Имамалиева Институт катализа и неорганической химии им. М. Нагиева Национальной академии наук Азербайджана, пр. Г. Джавида, 113, Баку Az1143, Азербайджан https://orcid.org/0000-0001-8193-2122
  • Ясин Иса Джафаров Бакинский государственный университет, ул. З. Xалилова, 23, Баку AZ- 1148, Азербайджан https://orcid.org/0000-0002-6597-2252
  • Ихтияр Бахрам Бахтиярлы Институт катализа и неорганической химии им. М. Нагиева Национальной академии наук Азербайджана, пр. Г. Джавида, 113, Баку Az1143, Азербайджан https://orcid.org/0000-0002-7765-0672
  • Бабанлы Магомед Баба оглы Институт катализа и неорганической химии им. М. Нагиева Национальной академии наук Азербайджана, пр. Г. Джавида, 113, Баку Az1143, Азербайджан https://orcid.org/0000-0001-5962-3710
Ключевые слова: теллурид марганца-галлия, теллурид марганца-индия, фазовая диаграмма, поверхность ликвидуса, твердые растворы, магнитные материалы

Аннотация

     Семейство соединений с общей формулой АВ2Х4 (А – Mn, Fe, Co, Ni; B – Ga, In, Sb, Bi; X – S, Se, Te) и сложные фазы переменного состава на их основе относятся к перспективным функциональным материалам, проявляющим термоэлектрические, фотоэлектрические, оптические и магнитные свойства. В данной работе продолжено исследование многокомпонентных систем на основе халькогенидов переходных металлов и представлены результаты исследования фазовых равновесий в системе MnTе–MnGa2Te4–MnIn2Te4 методами дифференциального термического и рентгенофазового анализа.
      На основании экспериментальных результатов построены политермические сечения MnTe–MnGaInTe4 и MnGa2Te4–[A] ([A] – двухфазный сплав боковой системы 2MnTe–MnIn2Te4 состава 50 мол. % MnIn2Te4), изотермическое сечение при 800 K фазовой диаграммы и проекция поверхности ликвидуса. Установлено, что ликвидус состоит из полей первичной кристаллизации 4 фаз: 1 – Mn-ht; 2 – фазы на основе различных модификаций MnTe; 3 – g 1 ; 4 – g2.Определены типы и координаты нон- и моновариантных равновесий.
      На основе тройных (MnGa2Te4, MnIn2Te4) соединений выявлены широкие области твердых растворов, представляющие интерес как магнитные материалы 

Скачивания

Данные скачивания пока не доступны.

Биографии авторов

Фаик Мамедага Мамедов, Институт катализа и неорганической химии им. М. Нагиева Национальной академии наук Азербайджана, пр. Г. Джавида, 113, Баку Az1143, Азербайджан

PhD по химии, доцент,
Институт катализа и неорганической химии, НАН
Азербайджана (Баку, Азербайджан).

Самира Закир Имамалиева, Институт катализа и неорганической химии им. М. Нагиева Национальной академии наук Азербайджана, пр. Г. Джавида, 113, Баку Az1143, Азербайджан

PhD по химии, доцент, Институт катализа и неорганической химии,
НАН Азербайджана (Баку, Азербайджан).

Ясин Иса Джафаров, Бакинский государственный университет, ул. З. Xалилова, 23, Баку AZ- 1148, Азербайджан

д. х. н., доцент, Бакинский государственный университет (Баку, Азербайджан).

Ихтияр Бахрам Бахтиярлы, Институт катализа и неорганической химии им. М. Нагиева Национальной академии наук Азербайджана, пр. Г. Джавида, 113, Баку Az1143, Азербайджан

д. х. н., профессор,
заведующий лаборатории, Институт катализа и
неорганической химии, НАН Азербайджана (Баку,
Азербайджан).

Бабанлы Магомед Баба оглы, Институт катализа и неорганической химии им. М. Нагиева Национальной академии наук Азербайджана, пр. Г. Джавида, 113, Баку Az1143, Азербайджан

д. х. н., профессор,
член-корр. НАН Азербайджана, исполняющий
директор, Институт катализа и неорганической
химии НАН Азербайджана (Баку, Азербайджан).

Литература

Hyunjung K., Anand P. T., Eunhee H., Yunhee C., Heemin H., Sora B., Yeseul H., Hyoyoung L. FeIn2S4 nanocrystals: a ternary metal chalcogenide material for ambipolar field-fffect nransistors. Advance Science. 2018;1800068 (1-8). https://doi.org/10.1002/advs.201800068

Gao M. R., Xu Y. F., Jiang J., Yu S. H. Nanostuctured metal chalcogenides: synthesis, modification, and applications in energy conversion and storage devices. Chemical Society Reviews. 2013;42(7): 2986–3017. https://doi.org/10.1039/C2CS35310E

Xia C., Li J. SnS thin films deposited by chemical bath deposition, dip coating and SILAR techniques. Journal of Semiconductors. 2016;37(5): 051001(1-9). https://doi.org/10.1088/1674-4926/37/5/053001

Karthikeyan N., Aravindsamy G., Balamurugan P., Sivakumar K. Thermoelectric properties of layered type FeIn2Se4 chalcogenide compound. Materials Research Innovations. 2018;22(5): 278–281. https://doi.org/10.1080/14328917.2017.1314882

Niftiyev N. N., Mamedov F. M., Quseynov V. I., Kurbanov S. Sh. AC electrical conductivity of FeIn2Se4 single crystals. Semiconductors. 2018;52(6): 683–685. https://doi.org/10.1134/S1063782618060167

Hwang Y., Choi J., Ha Y., Cho S., Park H. Electronic and optical properties of layered chalcogenide FeIn2Se4. Current Applied Physics. 2020; 20(1): 212–218. https://doi.org/10.1016/j.cap.2019.11.005

Yang J., Zhou Z., Fang J., Wen H., Lou Z., Shen G., Wei Z. Magnetic and transport properties of a ferromagnetic layered semiconductor MnIn2Se4. Applied Physics Letters. 2019;115(22): 222101(1-4). https://doi.org/10.1063/1.5126233

Sagredo V., Torres T. E., Delgado G. E., Rincón C. Effect of the paramagnetic to spin-glass phase transition on the fundamental absorption edge of MnIn2Se4 magnetic semiconducting compound. Revista Mexicana de Física. 2019;65(1): 14–19. https://doi.org/10.31349/RevMexFis.65.14

Djieutedjeu H., Lopez J. S., Lu R., Buchanan B., Zhou X. , Chi H., Ranmohotti K. G. S , Uher C., Poudeu P. F .P. Charge disproportionation triggers bipolar doping in FeSb2–xSnxSe4 ferromagnetic semiconductors, enabling a temperature-induced Lifshitz transition. Journal of the American Chemical Society. 2019;141(23): 9249–9261. https://doi.org/10.1021/jacs.9b01884

Djieutedjeu H., Zhou X., Chi H., Haldolaarachchige N., Ranmohott K. G. S., Uher C., Young D., Poudeu P. F. P. Donor and acceptor impuritydriven switching of magnetic ordering in MnSb2xSnxSe4. Journal of Materials Chemistry C. 2014;2(30): 6199–6210. https://doi.org/10.1039/C4TC00672K

Moroz N. A., Lopez J. S., Djieutedjeu H., Ranmohotti K. G. S., Olvera A. R., Pan P. A., Takas N. J., Uher C., Poudeu P. F. P. Indium preferential distribution enables electronic engineering of magnetism in FeSb2–xInxSe4 p-type high-Tc ferromagnetic semiconductors. Chemical of Materials. 2016;28(23): 8570–8579. https://doi.org/10.1021/acs.chemmater.6b03293

Haeuseler H., Srivastava S. K. Phase equilibria and layered phases in the systems A2X3-M2X3-M’X (A = Ga, In; M = trivalent metal; M’ = divalent metal; X = S, Se). Zeitschrift für Kristallographie. 2000;215(4): 205–221. https://doi.org/10.1524/zkri.2000.215.4.205

Otrokov M. M., Klimovskikh I. I., Bentmann H., Zeugner A., Aliev Z.S., Gass S., Wolter A. U. B, Koroleva A. V., Estyunin D., Shikin A. M., BlancoRey M., Hoffmann M., Vyazovskaya A. Yu, Eremeev S. V., Koroteev Y. M., Amiraslanov I. R., Babanly M. B., Mamedov N. T., Abdullayev N. A., Zverev V. N., Büchner B., Schwier E. F., Kumar S., Kimura A., Petaccia L., Di Santo G., Vidal R. C., Schatz S., Kisner K., Min C. H., Moser S. K., Peixoto T. R. F., Reinert

F., Ernst A., Echenique P. M., Isaeva A., Chulkov E. V. Prediction and observation of the first antiferromagnetic topological insulator. Nature. 2019;576(7787): 416–422. https://doi.org/10.1038/s41586-019-1840-9

Zhang D., Shi M., Zhu T., Xing D., Zhang H., Wang J. Topological axion states in the magnetic insulator MnBi2Te4 with the quantized magnetoelectric effect. Physical Review Letters. 2019;122(20): 206401(1-6). https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.122.206401

Klimovskikh I. I., Otrokov M. M., Estyunin D., Eremeev S. V., Filnov S. O., Koroleva A., Shevchenko E., Voroshnin V., Rusinov I. P., Blanco-Rey M., Hofmann M., Aliev Z. S., Babanly M. B, Amiraslanov I. R., Abdullayev N. A. , Zverev V. N. , Kimura A. , Tereshchenko O. E., Kokh K. A., Petaccia L., Di Santo G., Ernst A., Echenique P. M., Mamedov N. T., Shikin A. M., Chulkov E. V. Tunable 3D/2D magnetism in the (MnBi2Te4) (Bi2Te3)m topological insulators family.

npj Quantum Materials. 2020; 5(54): 1–9. https://doi.org/10.1038/s41535-020-00255-9

Estyunin D. A. , Klimovskikh I. I. , Shikin A. M., Schwier E. F., Otrokov M. M., Kumira A., Kumar S., Filnov S. O., Aliev Z. S., Babanly M. B., Chulkov E. V. Signatures of temperature driven antiferromagnetic transition in the electronic structure of topological insulator MnBi2Te4. APL Materials. 2020;8(2):021105(1-7). https://doi.org/10.1063/1.5142846

He K. MnBi2Te4-family intrinsic magnetic topological materials. npj Quantum Mateials. 2020;5(1): 90(1-4). https://doi.org/10.1038/s41535-020-00291-5

Jahangirli Z. A., Alizade E. H., Aliev Z. S., Otrokov M. M. Ismayilova N. A., Mammadov S. N., Amiraslanov I. R., Mamedov N. T., Orudjev G. S., Babanly M. B., Shikin A. M., Chulkov E. V. Electronic structure and dielectric function of Mn-Bi-Te layered compounds. Journal of Vacuum Science & Technology B. 2019; 37(6): 062910(1-6). https://doi.org//10.1116/1.5122702

Yuan Y., Wang X., Li H., Li J., Ji Y., Hao Z., Wu Y., He K., Wang Y., Xu Y., Duan W., Li W., Xue Q. Electronic states and magnetic response of MnBi2Te4 by scanning tunneling microscopy and spectroscopy. Nano Letters. 2020;20(5): 3271−3277. https:/doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c00031

Zhou L., Tan Z., Yan D., Fang Z., Shi Y., Weng H. Topological phase transition in the layered magnetic compound MnSb2Te4: Spin-orbit coupling and interlayer coupling dependence. Physical Review B. 2020;102: 085114(1-8). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.102.085114

Garrity K. F., Chowdhury S., Tavazza F. M. Topological surface states of MnBi2Te4 at finite temperatures and at domain walls. Physical Review Materials. 2021;5: 024207(1-6). https://doi.org/10.1103/PhysRevMaterials.5.024207

Ovchinnikov D., Huang X., Lin Z. ... Xu X. Intertwined topological and magnetic orders in atomically thin chern insulator MnBi2Te4. Nano Letters. 2021;21(6): 2544−2550. https://dx.doi.org/10.1021/acs.nanolett.0c05117

Swatek P., Wu Y., Wang L. L. Gapless dirac surface states in the antiferromagnetic topological insulator MnBi2Te4. Physical Review B. 2020;101(16): 161109(1-6). https://doi.org/10.1103/PhysRevB.101.161109

Zhu T., Bishop A. J., Zhou T., Zhu M., O’Hara D. J., Baker A. A., Cheng S., Walko R. C., Repicky J. J., Liu T., Gupta J. A., Jozwiak C. M., Rotenberg E., Hwang J., Žutic I., Kawakami R. K. Synthesis, magnetic properties, and electronic structure of magnetic topological insulator MnBi2Se4. Nano Letters. 2021;21(12): 5083– 5090, https://doi.org/10.1021/acs.nanolett.1c00141

Babanly M. B., Mashadiyeva L. F., Babanly D. M., Imamaliyeva S. Z., Tagiev D. B., Yusibov Yu. A Some issues of complex studies of phase equilibria and thermodynamic properties in ternary chalcogenide systems involving Emf Measurements (Review). Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2019;64(13): 1649–1671. https://doi.org/10.1134/S0036023619130035

Kertman A. V., Ruseikina A. V. Phase equilibria in BaS–In2S3 system. Russian Journal of Inorganic Chemistry.2020;65(11): 1756–1761. https://doi.org/10.1134/S003602362011008X

Zlomanov V. P., Khoviv A. M., Zavrazhnov A. Yu. Physicochemical analysis and synthesis of nonstoichiometric solids. Materials Science - Advanced Topics. 2013, Chapter 5, pp. 103–128. https://doi.org/10.5772/54815

Mammadov F. M., Amiraslanov I. R., Imamaliyeva S. Z., Babanly M. B. Phase relations in the FeSe– FeGa2Se4–FeIn2Se4 system: refinement of the crystal structures of FeIn2Se4 and FeGaInSe4. Journal of Phase Equilibria and Diffusion. 2019;40(6): 787–796. https://doi.org/10.1007/s11669-019-00768-2

Mammadov F. M., Imamaliyeva S. Z., Amiraslanov I. R., Babanly M. B. The phase diagram of the FeGa2Se4–FeIn2 Se4 system and the crystal structure of FeGaInSe. Condensed Matter and Interphases. 2018;20 (4): 604–610. (In Russ., abstract in Eng.). https://doi.org/10.17308/kcmf.2018.20/633

Mammadov F. М. , Amiraslanov I. R. , Aliyeva Y. R., Ragimov S. S., Mashadiyeva L. F., Babanly M. B. Phase equilibria in the MnGa2Tе4-MnIn2Tе4 system, crystal structure and physical properties of MnGaInTе4. Acta Chimica Slovenica. 2019;66(2): 466–472. https://doi.org/10.17344/acsi.2019.4988

Mammadov F. M., Babanly D. M., Amiraslanov I. R., Tagiev D. B., Babanly M. B. FeS–Ga2S3–In2S3 system. Russian Journal of Inorganic Chemistry. 2021;66(10): 1533–1543. https://doi.org/10.1134/S0036023621100090

Binary alloy phase diagrams. Massalski T. B. (ed.). ASM International, Materials Park, Ohio, USA: 1990. 3875 p.

Phase Diagrams for Binary Alloys..Okamoto H. (ed.), 2nd Edition. ASM International, Materials Park, Ohio, USA: 2010. 900 p.

Mammadov F. M. New version of the phase diagram of the MnTe–Ga2Te3 system. New Materials, Compounds and Applications. 2021;5(2): 116–121.Available at: http://jomardpublishing.com/UploadFiles/Files/journals/NMCA/V5N2/MammadovF.pdf

Mammadov F. M. Refinement of the phase diagram of the MnTe–In2Te3 system. Azerbaijan Chemical Journal. 2021;2: 37–41. https://doi.org/10.32737/0005-2531-2021-2-37-41

Chevalier P. Y., Fischer E., Marbeuf A. A thermodynamic evaluation system of the Mn–Te binary. Thermochimica Acta. 1993;223: 51–63. https://doi.org/10.1016/0040-6031(93)80119-U

Range K.-J., Hubner H.-J. MnGa2Se4 and MnGa2Te4 . Zeitschrift für Naturforschung B. 1976;31(6): 886–887. https://doi.org/10.1515/ZNB-1976-0632

Cannas M., Garbato A., Garbato L., Ledda F., Navarra G. Crystal growth and structure of MnGa2Te4.Progress in Crystal Growth and Characterization of Materials. 1996; 32: 171–183. https://doi.org/10.1016/0960-8974(95)00020-8

Опубликован
2022-08-26
Как цитировать
Мамедов, Ф. М., Имамалиева, С. З., Джафаров, Я. И., Бахтиярлы, И. Б., & Баба оглы, Б. М. (2022). Фазовые равновесия в системе MnTе–MnGa2Te4–MnIn2Te4. Конденсированные среды и межфазные границы, 24(3), 335-344. https://doi.org/10.17308/kcmf.2022.24/9856
Раздел
Оригинальные статьи