二元 As$_x$S$_{1-x}$ 体系中的中间相、网络分离、玻色子和柔性模以及玻璃化转变温度的组分趋势
无序系统与神经网络
2009-11-13 v2
摘要
利用调制DSC、拉曼散射、红外反射率和摩尔体积实验，在宽组分范围（8%<x<41%）内阐明了二元 As_xS_{1-x} 玻璃的结构。我们在量热实验中观察到一个可逆窗口，该窗口允许确定三个弹性相：在 x<22.5% 时为柔性相，在 22.5%<x<29.5% 范围内为中间相 (IP)，在 x>29.5% 时为应力刚性相。拉曼散射结合第一性原理团簇计算揭示了金字塔形 (PYR, As(S1/2)3) 和准四面体 (QT, S=As(S1/2)3) 局部结构的存在。QT 单元浓度在 IP 中呈现全局最大值，而 PYR 单元浓度在该相中变得与 QT 单元浓度相当，表明这两种局部结构都对 IP 的宽度有贡献。硫化物中的 IP 质心显著向比相应硒化物更低的 As 含量 x 偏移，这一特征归因于过量硫属元素在硫化物中部分地从主链中分离，而在硒化物中则构成主链的一部分。这些观点得到了硫化物比硒化物成比例更大的自由体积，以及 As-硫化物和 As-硒化物之间 Tg 缺乏化学键强度标度关系的支持。低频拉曼模式的散射强度随玻璃中 As 含量 x 从 20% 降至 8% 而线性增加，其斜率接近刚性理论预测的柔性玻璃中的柔性模分数。这些结果表明，柔性模对在低频观察到的过剩振动有贡献。在中间相和应力刚性弹性相中，低频拉曼模式持续存在，并被识别为玻色子模式。本文还评论了当前发现对这些玻璃光电性能的一些影响。
引用
@article{arxiv.0810.3637,
title = {Intermediate phase, network demixing, boson and floppy modes, and compositional trends in glass transition temperatures of binary AsxS1-x system},
author = {Ping Chen and Chad Holbrook and P. Boolchand and D. G. Georgiev and K. A. Jackson and M. Micoulaut},
journal= {arXiv preprint arXiv:0810.3637},
year = {2009}
}
备注
Accepted for PRB