Effect of in impurity on crystallization kinetics of (Se_.7Te_.3)_100−xIn_x system

Abstract

The effect of In impurity on the crystallization kinetics and the changes taking place in the structure of (Se₇Te₃) have been studied by DTA measurements at different heating rates (α=5 deg·min⁻¹, 10 deg·min⁻¹, 15 deg·min⁻¹ and 20 deg·min⁻¹). From the heating rate dependence of the values ofT _g,T _c andT _p, the glass transition activation energy (E _t) and the crystallization activation energy (E _c) have been obtained for different compositions of (Se₇Te₃)_100−xIn_x (0≤×≤20). The variation of viscosity as a function of temperature has been evaluated using Vogel-Tamman-Fulcher equation.

The crystallization data are analysed using Kissinger's and Matusita's approach for nonisothermic crystallization. It has been found that for samples containing In=0, 10, 15, 20 at%, three dimensional nucleation is predominant whereas for samples containing In=5 at%, two dimensional nucleation is the dominant mechanism. The compositional dependence ofT _g and crystallization kinetics are discussed in terms of the modification of the structure of the Se−Te system.

Zusammenfassung

Mittels DTA-Messungen bei verschiedenen Aufheizgeschwindigkeiten (a=5 deg/min, 10 deg/min und 20 deg/min) wurde der Effekt von In-Verunreinigungen auf die Kristallisationskinetik und die Änderungen in der Struktur von (Se₇Te₃) untersucht. Anhand der Abhängigkeit der Werte fürT _g,T _c undT _p von der Aufheizgeschwindigkeit wurde die Aktivierungsenergie für die Glasumwandlung (E _t) und für die Kristallisation (E _c) bei verschiedenen Zusammensetzungen von (Se₇Te₃)_100−xIn_x (mit 0≤x≤20) erhalten. Die Änderung der Viskosität in Abhängigkeit von der Temperatur wurde anhand der Vogel-Tamman-Fulcher-Gleichung ermittelt.

Die Kristallisationsangaben wurden mittels der Näherung von Kissinger und Matusita für nichtisothermische Kristallisation analysiert. Man fand, daß in Proben mit einem Indiumgehalt von 0, 10, 15 und 20 Atom % eine dreidimensionale Keimbildung vorherrscht, während in Proben mit einem Indiumgehalt von 5 Atom % zweidimensionale Keimbildung der vorherrschende Mechanismus ist. Die Abhängigkeit vonT _g und der Kristallisationskinetik von der Zusammensetzung wird mit Hilfe der Modifizierung der Struktur des Se−Te-Systems diskutiert.