«Изучение фазовых равновесий системы Cd2As3-MnAs»

В качестве перспективных  материалов спинтроники рассматривают композитные сплавы систем  полупроводник-ферромагнетик[1]. В  данной работе  в качестве компонентов композита  был выбран узкозонный полупроводник  Cd3As2 и  ферромагнетик MnAs с температурой Кюри 315[2]. Для изучения  взаимодействия между  компонентами   были синтезированы образцы вакуумно-ампульным методом согласно реакции:

3Cd+3As+Mn= Cd₃As₂+MnAs

Синтез был проведен в электропечи в три этапа.На первом этапе, длительностью 2 часа при температуре 320Сº, происходило  расплавление кадмия. На втором этапе, продолжительностью 48 часов при температуре 721Сº , взаимодействовал расплав кадмия  и порошкообразного марганца с газообразным мышьяком   марганца. на третьем этапе, при температуре 950Сº длительностью 96 часов, происходило взаимодействие расплава Cd₃As₂  c  MnAs и последующая их гомогенизация. Идентификацию образца производили с помощью методов: порошковой дифрактометрии (РФА), дифференциально- термического анализа (ДТА) и оптической микроскопии с помощью микроскопа «Epiquant». На дифрактограммах синтезированных образцов (рис.1) присутствовали  пики относящиеся к   фазам α  Cd₃As₂ (тетрагональная), MnAs (гексагональная). и слабые пики фазы  CdAs₂.

Рисунок 1- Рентгенограмма образца (70 mol%) Cd₃As₂ + MnAs (30 mol%)

 Данные ДТА   подтверждали результаты РФА. На термограмме рис.2 образца состава  70 mol% Cd₃As₂ + MnAs 30 mol% наблюдали эффекты которые интерпретировали как 572 °C температура полиморфного превращения α→β Cd₃As₂; 605 °C  температура плавления эвтектики; 715 °C –  температура ликвидуса.

Рисунок 2- Термограмма образца (70 mol%) Cd₃As₂ + MnAs (30 mol%)

На рис.3 представлена микроструктура образца (70 mol%) Cd₃As₂ + MnAs (30 mol%)

Как видно из рис. на микростуктура состояла из    Cd₃As₂ и эвтектики Cd₃As₂ + MnAs

 

Рисунок 3- Микроструктура образца 70 mol%Cd₃As₂ + MnAs 30 mol%

По результатам данной работы можно сделать вывод что система Cd₃As₂  MnAs  является эвтектической. 

Список литературы:

[1]. S.F. Marenkin, A.D. Izotov, I.V. Fedorchenko, V.M. Novotortsev, Manufacture of Magnetic Granular Structures in Semiconductor–Ferromagnet Systems, ISSN 0036-0236, Russian Journal of Inorganic Chemistry, 2015, Vol. 60, No. 3, pp. 295–300

 [2]. Митюк В.И., Панкратов Н.Ю., Говор Г.А., Никитин С.А., Смаржевская А.И. Магнитоструктурные фазовые переходы в монокристалле арсенида марганца // Физика твердого тела. - 2012. - №54. - С. 1865-1872

Научный руководитель. – проф. Маренкин С.Ф.