СПОСІБ ВИРОЩУВАННЯ ТВЕРДИХ РОЗЧИНІВ СКЛАДУ Ag₃As_0.8Sb_0.2S₃ МЕТОДОМ СПРЯМОВАНОЇ КРИСТАЛІЗАЦІЇ З РОЗПЛАВУ-РОЗЧИНУ

Спосіб вирощування твердого розчину складу Ag3As0.8Sb0.2S3 методом спрямованої кристалізації з розплаву-розчину, за яким нагрівають вакуумовані кварцові ампули із попередньо синтезованих тернарних сульфідів Ag3AsS3 та Ag3SbS3, взятих у стехіометричних співвідношеннях, зі швидкістю 100 K/год до температури 810 K і витримкою при цій температурі протягом 72 год, для гомогенізації розплаву одержаної шихти і здійснюють подальше вирощування монокристалів у вакуумованих кварцових ампулах методом спрямованої кристалізації з розплаву при температурі 810 K протягом 48 год, далі проводять відпал при температурі 623 K протягом 420 год, при цьому швидкість вирощування кристала складає 0,1 мм/год, після чого охолоджують монокристал до кімнатної температури зі швидкістю 5 K/год.

Корисна модель належить до галузі неорганічної хімії та неорганічного матеріалознавства, зокрема стосується технології вирощування монокристалів тетрарних сульфідів, окремі представники з яких є перспективними матеріалами для нелінійної оптики. Відомим є спосіб з вирощування Ag3SbS3 методом спрямованої кристалізації з розплаву [1]. Однак, температурний режим, використаний для вирощування Ag3As0.8Sb0.2S3 значно відрізняється від температурного режиму, який використовують для вирощування Ag3SbS3. Це обумовлено як різними температурами плавлення Ag3As0.8Sb0.2S3 та Ag3SbS3, так і різним характером їх кристалізації. Найближчий аналог до запропонованої корисної моделі не відомий заявнику. В основу корисної моделі поставлено задачу одержати новий матеріал для оптичного детектування в інфрачервоному спектральному діапазоні. Поставлена задача вирішується в способі вирощування твердого розчину складу Ag3As0.8Sb0.2S3 методом спрямованої кристалізації з розплаву-розчину, в якому нагрівають вакуумовані кварцові ампули із попередньо синтезованих тернарних сульфідів Ag3AsS3 та Ag3SbS3, взятих у стехіометричних співвідношеннях, зі швидкістю 100 K/год до температури 810 K і витримкою при цій температурі протягом 72 год, для гомогенізації розплаву одержаної шихти і здійснюють подальше вирощування монокристалів у вакуумованих кварцових ампулах методом спрямованої кристалізації з розплаву при температурі 810 K протягом 48 год далі проводять відпал при температурі 623 K протягом 420 год при цьому швидкість вирощування кристала складає 0,1 мм/год, після чого охолоджують монокристал до кімнатної температури зі швидкістю 5 K/год. Спосіб здійснюють наступним чином: Синтез твердого розчину складу Ag3As0.8Sb8.2S3 для одержання монокристалів проводили з попередньо синтезованих тернарних халькогенідів Ag3AsS3 та Ag3SbS3, взятих у стехіометричних співвідношеннях у вакуумованих кварцових ампулах. Режим синтезу включав у себе ступінчасте нагрівання зі швидкістю 100 K/год до 810 K та витримкою при цій температурі протягом 72 год. Охолодження здійснювали в режимі виключеної печі. Вирощування монокристалів твердого розчину складу Ag3As0.8Sb0.2S3 кристалізацією з розчину-розплаву проводили у вертикальній двозонній трубчатій печі опору з використанням кварцової ампули. Температура зони розплаву складала 810 K, зони відпалу - 623 K. Для гомогенізації розплаву проводилась 48-годинна витримка ампули у зоні розплаву. Вирощування монокристалу складається з формування зародку в нижній конусоподібній частині кварцової ампули методом збірної рекристалізації протягом 48 год та нарощування кристала на сформованому зародку. Оптимальна швидкість переміщення фронту кристалізації складала 0,1 мм/год, швидкість охолодження до кімнатної температури - 5 К/год. За такою методикою були одержані монокристали Ag3As0.8Sb0.2S3 темно-червоного кольору з металевим блиском довжиною 30-40 мм і діаметром 12 мм (фіг. 1). Методом рентгенофазового аналізу (фіг. 2), за допомогою програми EXPO 2014 та DICVOL 04 [2, 3], проведено дослідження порошків одержаного монокристалу та встановлено, що твердий розчин складу Ag3As0.8Sb0.2S3 кристалізують в тригональній сингонії, просторова група R3c, розраховано відповідні значення параметрів ґратки: а=10,8621 Å, с=8,7127 Å Z=6. Густина, визначена методом гідростатичного зважування становить 5620 кг/м3. Корисна модель може бути використана при одержанні патентозахищеного матеріалу для оптичного детектування в інфрачервоному спектральному діапазоні. Джерела інформації: 1. Rudysh, M.Ya., Myronchuk G.L., Fedorchuk A.O., Marchuk O.V., Kordan V.M., Kohan O.P., Myronchuk D.В., Smitiukh, O.V. Electronic structure and optical properties of the Ag3SbS3 crystal: experimental and DFT studies. Physical Chemistry Chemical Physics. 2023. 25(34). P. 22900-22912. - Найближчий аналог. 2. Louër D. Indexing with the successive dichotomy method, DICVOL04. Materials Structure. 2004. 11(2). P. 79. 3. A. Altomare, С Cuocci, C. Giacovazzo, A. Moliterni, R. Rizzi, N. Corriero, A. Falcicchio, EXPO2013: a kit of tools for phasing crystal structures from powder data, J. Appl. Crystallogr. 2013. 46. P. 1231-1235.