Advertisement

Il Nuovo Cimento D

, Volume 10, Issue 4, pp 425–434 | Cite as

Study of the glass transition region in amorphous selenium by EXAFS

  • M. Federico
  • G. Galli
  • S. Magazù
  • D. Majolino
  • E. Burattini
Article

Summary

EXAFS spectra of amorphous bulk selenium and Se80Te20 alloy have been analysed in the temperature range of the glass transition region (−15 to 37°C). α-Se shows an unexpected behaviour because the modulated part of the X absorption increases with the temperature, irrespectively of the action of the EXAFS Debye-Waller factor from which one expects an opposite behaviour. Analogous features do not appear in the Se80Te20 alloy, probably because of the role played by the intramolecular covalent Se−Te bond strength, weaker than the corresponding Se−Se. In the absence of suitable models for the temperature dependence of the microscopic processes occurring in glasses nearTg, a tentative explanation is proposed in terms of the temperature dependence of the backscattering amplitude functionF(k).

PACS. 78.70

Other interactions of matter with particles and radiation 

Riassunto

Il selenio amorfo e lega Se80Te20 sono stati studiati con tecnica EXAFS nell'intervallo delle temperature noto come regione della transizione vetrosaTg (da −15 a 37°C). Il selenio amorfo mostra un comportamento inaspettato per effetto dell'aumento, con la temperatura sottoTg, della parte modulata dell'assorbimento dei raggi X, in contrasto con quanto ci si aspetterebbe per l'effetto di smorzamento del fattore di Debye-Waller. Un comportamento analogo non si riscontra invece nella lega Se80Te20 dove, probabilmente, il legame covalente intracatena Se−Te, piú debole del corrispondente Se−Se, rende piú efficace l'azione di smorzamento del fattore di Debye-Waller, smascherando altri effetti. In assenza di modelli adeguati che descrivono la dipendenza dalla temperatura dei processi microscopici nei materiali vetrosi nella regione della transizione vetrosa, si ipotizza che il comportamento ≪anomalo≫ del selenio sia attribuibile ad una dipendenza dalla temperatura della funzione ampiezza di backscatteringF(k).

Резюме

Анализируются спектры EXAFS аморфного объемного селена и сплава Se80Te20 в области температур переходной области стекла (от 15° до 37°C). а-Se обнаруживает неожиданное поведение, потому что модулированная часть Х поглощения увеличивается с температурой, независимо от действия фактора дебая-Уоллера EXAFS, который предполагает противоположное поведение. Аналогичные особенности не возникают в сплаве Se80Te20, так как сила межмолекулярной ковалентной связи Se−Te, по-видимому, слабее, чем соответствующвя связь Se−Se. В отсутствии соответствующих моделей для температурной зависимости микроскопических процессов, происходящих в стеклах вблизиTg,a, предлагается предварительное объяснение в терминах температурной зависимости функцииF(k) амплитуды обратного рассеяния.

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

References

  1. (1).
    G. Galli, P. Migliardo, R. Bellissent andW. Reichardt:Solid State Commun.,57, 195 (1986).ADSCrossRefGoogle Scholar
  2. (2).
    G. Carini, M. Cutroni, M. Federico andM. Federico andG. Galli:J. Non-Cryst. Solids,64, 29 (1984).ADSCrossRefGoogle Scholar
  3. (3).
    P. A. Lee, P. H. Citrin, P. Eisenberger andB. M. Kincaid:Rev. Mod. Phys.,53, 769 (1981).ADSCrossRefGoogle Scholar
  4. (4).
    The values of the scattering amplitude functionF(k) and phase shifts ϕ(k), used here, have been calculated fromBoon-Keng Teo, P. A. Lee, A. L. Simons, P. Eisenberger andB. M. Kincaid:J. Am. Chem. Soc.,99, 3854 (1977);P. A. Lee, Boon-Keng Teo andA. L. Simons:J. Am. Chem. Soc.,99, 3856 (1977);Boon-Keng Teo andP. A. Lee:J. Am. Chem Soc.,101, 2815 (1979).CrossRefGoogle Scholar
  5. (5).
    An analogous experimental behaviour on the X-ray structure factor of As2S3 has been found byL. E. Busse andS. R. Nagel:Phys. Rev. Lett.,47, 1848 (1981);C. Lin, L. E. Busse, S. R. Nagel andJ. Faber:Phys. Rev. B,29, 5060 (1984).ADSCrossRefGoogle Scholar
  6. (6).
    R. Bellissent:Nucl. Instrum. Methods,199, 289 (1982).CrossRefGoogle Scholar
  7. (7).
    G. Galli, G. Maisano, G. Migliardo, C. Vasi, F. Wanderlingh andM. P. Fontana:Solid State Commun.,42, 213 (1982).ADSCrossRefGoogle Scholar
  8. (8).
    R. Bellissent andG. Tourand:J. Non-Cryst. Solids,35 & 36, 1221 (1980).CrossRefGoogle Scholar
  9. (9).
    E. A. Stern, D. E. Sayers andF. W. Lytle:Phys. Rev. B,11, 4836 (1975);W. Bohmer andP. Rabe:J. Phys. C,12, 2465 (1979);R. B. Greegor andF. W. Lytle:Phys. Rev. B,20, 4902 (1978).ADSCrossRefGoogle Scholar
  10. (10).
    M. Abkowitz andD. M. Pai:Phys. Rev. B,18, 1741 (1978).ADSCrossRefGoogle Scholar

Copyright information

© Società Italiana di Fisica 1988

Authors and Affiliations

  • M. Federico
    • 1
  • G. Galli
    • 1
  • S. Magazù
    • 1
  • D. Majolino
    • 1
  • E. Burattini
    • 2
  1. 1.Istituto di Fisica dell'Università and G.N.S.M.-C.I.S.M.MessinaItalia
  2. 2.Laboratorio NazionaleC.N.R.-I.N.F.N.Frascati (Roma)Italia

Personalised recommendations