Точке перитектики:

P : L+GeAs → GeAs₂ + GeTe.

2.4 Сплав состава точки C(Ge – 80%, As – 10%, Te – 10%), охлаждаемый из жидкого состояния и начнет кристаллизоваться при температуре около 857 ⁰С (рис 2.2).

2.5. Первыми кристалликами, выпавшими из расплава состава т.C при температуре кристаллизации 857⁰С, являются кристаллики Ge. Далее охлаждение будет проходить по кривой С-С’- Е₄ (Рис 2.2). Состав жидкой фазы при охлаждении будет уменьшаться.

2.6. Для определения количества твёрдой фазы воспользуемся рисунком 2.2. Температуре, равной 800⁰С на кривой, по которой идет охлаждение состава т.С, соответствует точка D. Обозначим отрезок С-D через x, а отрезок Ge-С через y. По правилу рычага получаем:

.

Из условия известно, что x + y = 5 (кг). Решая два получившихся уравнения совместно относительно x и y, находим, что х=1,73(кг) . Это и есть искомая масса твердой фазы при температуре 800⁰С.

2.7 При температуре т.С’= 645⁰С начнет выделяться второй компонент. Им будет GeAs. Далее состав жидкой фазы уменьшается, а его изменение можно проследить по линии С’-Е₄ (Рис.2.2).

2.8 Кристаллизация жидкой фазы рассматриваемого нами сплава закончится в точке тройной эвтектики E4 при температуре, равной 640⁰С.Фазовое превращение в этой точке записывается в виде:

L → Ge + GeAs + GeTe.

В т.Е₄ мы имеем смесь твердых кристаллов. Состав последней капли расплава так же определяется этой точкой и имеет вид:

As-18%, Te-28% , Ge-54%.

Рисунок 2.2-Поверхность ликвидуса системы As-Ge-Te (для пунктов 2.4-2.8)

2.9 Для того, чтобы найти составы сплавов данной нам системы, испытывающих при кристаллизации два нонвариантных превращения (эвтектическое и перетектическое) нам необходимо на концентрационном треугольники провести сингулярную триангуляцию, т.е разбить его на маленькие треугольники и отсечь ненужное. После отсечения треугольников GeTe – Ge – GeAs и Te – GeTe – As₂Te₃ мы получили четырехугольник GeTe – P – GeAs₂ – GeAs. Его необходимо разбить на два треугольника так, что бы один из них был треугольник, нужный нам. И этим треугольником будет треугольник GeTe – P – GeAs₂ .

2.10 и 2.11 изображены на рисунке 2.3

2.12 Фаза GeTe относится к классу полупроводниковых соединений типа A^IVB^VI. Соединения этого класса образуются элементами, симметрично расположенными относительно элементов VB подгруппы. Среднее число валентных электронов на 1 атом у них равно 5. Соединения этого класса кристаллизуются либо в структуру NaCl (высокотемпературная модификация GeTe) , либо в орторомбическую, которую можно рассматривать как деформированную решетку NaCl ( низкотемпературная модификация GeTe).

Согласно диаграмме, мы имеем дело именно с низкотемпературной модификацией соединения GeTe (T_пер ≈ 700⁰C), что позволяет утверждать, что решётка у неё орторомбическая. Температура полиморфного превращения орторомбической модификации GeTe в кубическую приблизительно равна 705К и зависит от избыточной концентрации атомов компонентов. Отметим, что при низких температурах GeTe становится сверхпроводником, температура перехода Т_с=0,04-0,32К и зависит от состава фазы (увеличивается с ростом концентрации Te).

Соединения A^IVB^VI - узкозонные полупроводники, ширина запрещенной зоны у которых мала. Зонная структура этих полупроводниковых соединений более сложная, чем зонная структура алмазоподобных полупроводниковых соединений. Отличительной особенностью является то, что максимум валентной зоны и минимум зоны проводимости располагаются на краю зоны Бриллюэна в направлении [111]. Еще одной особенностью зонной структуры таких соединений можно выделить то, что ширина запрещенной зоны определяется прямыми переходами в точке L. Величина волнового вектора k определяется как k=π/a[111]. Примесные уровни у данной группы соединений сливаются с краями основных зон (E_c и E_v). Это приводит к тому, что концентрация носителей заряда в таких полупроводниках практически не зависит от температуры (от очень низких и до температуры T > 300 K, когда наступает собственная электропроводность). Величина запрещённой зоны у соединений A^IVB^VI возрастает с увеличением температуры вплоть до 500 K. Энергия ионизации точечных дефектов не высока, поэтому кристаллы этих соединений содержат высокую концентрацию носителей заряда. Соединение GeTe является односторонней фазой: область твердых растворов при температурах выше 273К лежит вне стехиометрического состава, что приводит к тому, что нелегированный кристалл такого соединения обладает дырочным типом проводимости.

В тройных и четверных фазовых диаграммах соединения типа A^IVB^VI образуют квазибинарные системы.

Соединения А^IVВ^VI находят широкое применение в качестве фоточувствительных элементов в инфракрасной области спектра.

2.13 Промежуточные фазы, характеризующиеся широкой областью гомогенности, представляющие собой твердые растворы на основе химических соединений постоянного состава, называются дальтониды.

Промежуточные фазы, характеризующиеся широкой областью гомогенности, представляющие собой твердые растворы на основе химических соединений переменного состава, называются бертоллиды.

Исходя из выше написанных определений, можно сделать вывод, что бертоллидом является соединение GeTe, а все остальные соединения (GeAs, GeAs₂, As₂Te₃) системы As-Ge-Te являются дальтонидами (Рис 2.4).

Рисунок 2.4- Области гомогенности твердого раствора системы Аs-Gе-Te.