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基于β-FeSi2的(Fe, M)Si2三元合金相形成规律

李胜斌 李晓娜 董闯 姜辛

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基于β-FeSi2的(Fe, M)Si2三元合金相形成规律

李胜斌, 李晓娜, 董闯, 姜辛

Formation rule of β-FeSi2 phases in (Fe, M)Si2 ternary alloys

Li Sheng-Bin, Li Xiao-Na, Dong Chuang, Jiang Xin
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  • 二元β-FeSi2相是一种重要的窄带半导体型金属硅化物,研究了基于该二元相的三元合金的形成规律,以丰富其材料范围.首先,利用团簇线判据作为理论依据,选取一个团簇和一个连接原子构成的模型,添加不同的第三组元作为连接原子,设计了Fe3Si8M(M=B, Cr, Ni, Cu, Co, Al)系列合金成分,即用添加组元替代二元相中的Fe连接原子.然后,用真空吸铸和真空甩带方法制备合金棒以及薄带,以获得无成分偏析的均匀合
    Binary β-FeSi2 phase is an important semiconductor metal silicide with narrow band-gaps. The formation of this phase in ternary alloys was investigated for the search of ternary semiconductor silicides. Using the cluster line approach as the theoretical guideline, a structure model is established with one cluster and one glue atom, and alloy series of Fe3Si8M(M=B, Cr, Ni, Cu, Co, Al) were designed by replacing the glue atom Fe in binary β-FeSi2. To obtain homogenous alloys, high vacuum suction casting and melt spinning method were used for the preparation of alloy rods and ribbons. Microstructure and composition analysis showed that the β phase could dissolve 15%—20% Ni, 4%—13% Cu, 7%—10%Co and 7%—10%Cr (molar content). However, in contrary to the designed formula, the added Al replaces Si rather than Fe. There were trace amounts of amorphous particles in Fe3Si8B and Fe3Si8Cr ribbon samples, which showed under the rapid cooling conditions, the addition of B and Cr was favorable for the amorphous phase formation.
    • 基金项目: 辽宁省教育厅高等学校重点实验室基金(批准号:2008S051)和辽宁省自然科学基金(批准号:20082164)资助的课题.
    [1]

    [1]Bost M C, Mahan J E 1985 J. Appl. Phys. 58 2696

    [2]

    [2]Imai Y, Watanabe A 2008 Intermetallics 16 769

    [3]

    [3]Fanciulli M, Weyer G, Svane A, Christensen N E, von Knel H V, Müller E, Onda N, Miglio L, Tavazza F, Celino M 1999 Phys. Rev. B 59 3675

    [4]

    [4]Guo G Y 2001 Physica E 10 383

    [5]

    [5]Lu P X, Zhou Y H, Zheng Q G, Yang G 2006 Phys. Lett. A 350 293

    [6]

    [6]He Z, Platzek D, Stiewe C, Chen H, Karpinski G, Müller E 2007 J. Alloys Compd. 438 303

    [7]

    [7]Liu Z X, Masato O, Teruhisa O, Wang S, Fukuzawa Y, Suzuki Y, Kuroda R, Mise T, Otogawa N, Nakayama Y, Tanoue H, Makita Y 2005 Opt. Mater. 27 942

    [8]

    [8]Hu B, Li X N, Dong C, Jiang X 2007 Acta Phys. Sin. 56 7188(in Chinese)[胡冰、李晓娜、董闯、姜辛 2007 物理学报 56 7188]

    [9]

    [9]Pan Z J, Zhang L T, Wu J S 2005 Acta Phys. Sin. 54 5308(in Chinese)[潘志军、张澜庭、吴建生 2005 物理学报 54 5308]

    [10]

    ]Niu H L, Li X N, Hu B, Dong C, Jiang X 2009 Acta Phys. Sin. 58 4117(in Chinese)[牛华蕾、李晓娜、胡冰、董闯、姜辛 2009 物理学报 58 4117]

    [11]

    ]Tani J, Kido H 1998 J.Appl.Phys.84 1408

    [12]

    ]Tani J, Kido H 1999 J.Appl.Phys.86 464

    [13]

    ]Chen H Y, Zhao X B, Zhu T J, Jiang J Z, Stiewe C, Lathe C, Mueller E 2008 J. Phys. Chem. Sol. 69 2013

    [14]

    ]Desimoni J, Martínez J, Cotes S M, Runco J, Taylor M A2008 J. Alloys Compd. 477 789

    [15]

    ]Wang H Y, Liu R P, Ma M Z, Gao M, Yao Y S, Wang W K 2004 Acta Phys. Sin. 53 2378(in Chinese)[王海燕、刘日平、马明臻、高明、姚玉书、王文魁 2004 物理学报 53 2378]

    [16]

    ]Chen H Y, Zhao X B, Stiewe C, Platzek D, Mueller E 2007 J. Alloys Compd. 433 338

    [17]

    ]Terai Y, Yoshihito M 2005 Opt. Mater. 27 925

    [18]

    ]Inoue A 2000 Acta Mater. 48 279

    [19]

    ]Dong C, Wang Q, Qiang J B, Wang Y M, Jiang N, Han G, Li Y H, Wu J, Xia J H 2007 J. Phys. D 40 R1

    [20]

    ]MilosavljeviDc' M, Shao G, BibiDc' N, Mckinty C N, Jeynes C, Homewood K P 2001 Appl. Phys. Lett. 79 1438

    [21]

    ]MilosavljeviDc' M, Shao G, Gwilliam R M, Gao Y, Lourenco M A, Valizadeh R, Colligon J S, Homewood K P 2004 Thin Solid Films 461 72

    [22]

    ]Naito M, Ishimaru M, Hirotsu Y, Valdez J Z, Sickafus K E 2005 Appl. Phys. Lett. 87 241905

    [23]

    ]Filonov A B, Migas D B, Shaposhnikov V L, Dorozhkin N N, Petrov G V, Borisenko V E, Henrion W, Lange H 1996 J. Appl. Phys. 79 7708

    [24]

    ]Dai Y N 2009 Binary Alloy Phase Diagrams (Beijing: Science Press) p518 (in Chinese) [戴永年2009 二元合金相图集 (北京:科学出版社) 第518页]

    [25]

    ]Li H, Tang X F, Cao W Q, Zhang Q J 2009 Chin. Phys. B 18 287

    [26]

    ]Nishida I 1973 Phys. Rev. B 7 2710

  • [1]

    [1]Bost M C, Mahan J E 1985 J. Appl. Phys. 58 2696

    [2]

    [2]Imai Y, Watanabe A 2008 Intermetallics 16 769

    [3]

    [3]Fanciulli M, Weyer G, Svane A, Christensen N E, von Knel H V, Müller E, Onda N, Miglio L, Tavazza F, Celino M 1999 Phys. Rev. B 59 3675

    [4]

    [4]Guo G Y 2001 Physica E 10 383

    [5]

    [5]Lu P X, Zhou Y H, Zheng Q G, Yang G 2006 Phys. Lett. A 350 293

    [6]

    [6]He Z, Platzek D, Stiewe C, Chen H, Karpinski G, Müller E 2007 J. Alloys Compd. 438 303

    [7]

    [7]Liu Z X, Masato O, Teruhisa O, Wang S, Fukuzawa Y, Suzuki Y, Kuroda R, Mise T, Otogawa N, Nakayama Y, Tanoue H, Makita Y 2005 Opt. Mater. 27 942

    [8]

    [8]Hu B, Li X N, Dong C, Jiang X 2007 Acta Phys. Sin. 56 7188(in Chinese)[胡冰、李晓娜、董闯、姜辛 2007 物理学报 56 7188]

    [9]

    [9]Pan Z J, Zhang L T, Wu J S 2005 Acta Phys. Sin. 54 5308(in Chinese)[潘志军、张澜庭、吴建生 2005 物理学报 54 5308]

    [10]

    ]Niu H L, Li X N, Hu B, Dong C, Jiang X 2009 Acta Phys. Sin. 58 4117(in Chinese)[牛华蕾、李晓娜、胡冰、董闯、姜辛 2009 物理学报 58 4117]

    [11]

    ]Tani J, Kido H 1998 J.Appl.Phys.84 1408

    [12]

    ]Tani J, Kido H 1999 J.Appl.Phys.86 464

    [13]

    ]Chen H Y, Zhao X B, Zhu T J, Jiang J Z, Stiewe C, Lathe C, Mueller E 2008 J. Phys. Chem. Sol. 69 2013

    [14]

    ]Desimoni J, Martínez J, Cotes S M, Runco J, Taylor M A2008 J. Alloys Compd. 477 789

    [15]

    ]Wang H Y, Liu R P, Ma M Z, Gao M, Yao Y S, Wang W K 2004 Acta Phys. Sin. 53 2378(in Chinese)[王海燕、刘日平、马明臻、高明、姚玉书、王文魁 2004 物理学报 53 2378]

    [16]

    ]Chen H Y, Zhao X B, Stiewe C, Platzek D, Mueller E 2007 J. Alloys Compd. 433 338

    [17]

    ]Terai Y, Yoshihito M 2005 Opt. Mater. 27 925

    [18]

    ]Inoue A 2000 Acta Mater. 48 279

    [19]

    ]Dong C, Wang Q, Qiang J B, Wang Y M, Jiang N, Han G, Li Y H, Wu J, Xia J H 2007 J. Phys. D 40 R1

    [20]

    ]MilosavljeviDc' M, Shao G, BibiDc' N, Mckinty C N, Jeynes C, Homewood K P 2001 Appl. Phys. Lett. 79 1438

    [21]

    ]MilosavljeviDc' M, Shao G, Gwilliam R M, Gao Y, Lourenco M A, Valizadeh R, Colligon J S, Homewood K P 2004 Thin Solid Films 461 72

    [22]

    ]Naito M, Ishimaru M, Hirotsu Y, Valdez J Z, Sickafus K E 2005 Appl. Phys. Lett. 87 241905

    [23]

    ]Filonov A B, Migas D B, Shaposhnikov V L, Dorozhkin N N, Petrov G V, Borisenko V E, Henrion W, Lange H 1996 J. Appl. Phys. 79 7708

    [24]

    ]Dai Y N 2009 Binary Alloy Phase Diagrams (Beijing: Science Press) p518 (in Chinese) [戴永年2009 二元合金相图集 (北京:科学出版社) 第518页]

    [25]

    ]Li H, Tang X F, Cao W Q, Zhang Q J 2009 Chin. Phys. B 18 287

    [26]

    ]Nishida I 1973 Phys. Rev. B 7 2710

  • [1] 史晓红, 侯滨朋, 李祗烁, 陈京金, 师小文, 朱梓忠. 锂离子电池富锂锰基三元材料中氧空位簇的形成: 第一原理计算. 物理学报, 2023, 72(7): 078201. doi: 10.7498/aps.72.20222300
    [2] 王鸿翔, 应鹏展, 杨江锋, 陈少平, 崔教林. Mn掺杂后三元黄铜矿结构半导体CuInTe2的缺陷特征与热电性能. 物理学报, 2016, 65(6): 067201. doi: 10.7498/aps.65.067201
    [3] 杨磊, 边秀房, 潘少鹏, 秦敬玉. 液态Ga-In合金中的团簇分离现象. 物理学报, 2012, 61(3): 036101. doi: 10.7498/aps.61.036101
    [4] 石玉峰, 许庆彦, 柳百成. 基于改进元胞自动机模型的三元合金枝晶生长的数值模拟. 物理学报, 2012, 61(10): 108101. doi: 10.7498/aps.61.108101
    [5] 王风, 王新强, 聂招秀, 程志梅, 刘高斌. 三元化合物ZnVSe2半金属铁磁性的第一性原理计算. 物理学报, 2011, 60(4): 046301. doi: 10.7498/aps.60.046301
    [6] 牛华蕾, 李晓娜, 胡冰, 董闯, 姜辛. 纳米β-FeSi2/a-Si多层膜室温光致发光分析. 物理学报, 2009, 58(6): 4117-4122. doi: 10.7498/aps.58.4117
    [7] 臧渡洋, 王海鹏, 魏炳波. 深过冷三元Ni-Cu-Co合金的快速枝晶生长. 物理学报, 2007, 56(8): 4804-4809. doi: 10.7498/aps.56.4804
    [8] 孙宝娟, 刘泉林, 梁敬魁, 纪丽娜, 张继业, 刘延辉, 李静波, 饶光辉. Y2O3-Eu2O3-SnO2三元系固相线下相关系及其发光性质研究. 物理学报, 2007, 56(12): 7147-7152. doi: 10.7498/aps.56.7147
    [9] 胡 冰, 李晓娜, 董 闯, 姜 辛. 磁控溅射法合成纳米β-FeSi2/a-Si多层结构. 物理学报, 2007, 56(12): 7188-7194. doi: 10.7498/aps.56.7188
    [10] 潘志军, 张澜庭, 吴建生. 掺杂半导体β-FeSi2电子结构及几何结构第一性原理研究. 物理学报, 2005, 54(11): 5308-5313. doi: 10.7498/aps.54.5308
    [11] 王海燕, 刘日平, 马明臻, 高 明, 姚玉书, 王文魁. FeSi2合金在高压下的凝固. 物理学报, 2004, 53(7): 2378-2383. doi: 10.7498/aps.53.2378
    [12] 李晓娜, 聂冬, 董闯, 马腾才, 金星, 张泽. 离子注入合成β-FeSi2薄膜的显微结构. 物理学报, 2002, 51(1): 115-124. doi: 10.7498/aps.51.115
    [13] 王德宁, 郭沪玲, 王渭源. 合金三元和四元系无定形靶中离子射程研究. 物理学报, 1983, 32(3): 393-399. doi: 10.7498/aps.32.393
    [14] 潘毓英, 郑建宣. 铝-铜-镓三元系合金相图. 物理学报, 1980, 29(12): 1545-1550. doi: 10.7498/aps.29.1545
    [15] 唐棣生, 梁敬魁, 石庭俊, 张玉苓, 田静华, 李文秀. SrNb2O6-NaNbO3-LiNbO3赝三元系相图的研究. 物理学报, 1979, 28(1): 62-77. doi: 10.7498/aps.28.62
    [16] 郑建宣, 陈荣贞, 李德萱. 铝-铜-镉三元系合金相图. 物理学报, 1975, 24(3): 174-179. doi: 10.7498/aps.24.174
    [17] 郑建宣, 张文英, 刘起宏, 刘敬旗. 铜-锗-锡三元系合金相图. 物理学报, 1966, 22(4): 423-428. doi: 10.7498/aps.22.423
    [18] 郑建宣, 甘幼玶, 李德萱. 铝-镉-铜三元系富铜合金相图. 物理学报, 1965, 21(8): 1487-1493. doi: 10.7498/aps.21.1487
    [19] 郑建宣, 张文英, 余锦堂. 银—锡—铝三元系合金相图. 物理学报, 1965, 21(7): 1456-1460. doi: 10.7498/aps.21.1456
    [20] 郑建宣. 银-锑-锡三元系合金相圖. 物理学报, 1958, 14(5): 393-399. doi: 10.7498/aps.14.393
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出版历程
  • 收稿日期:  2009-08-28
  • 修回日期:  2009-10-21
  • 刊出日期:  2010-03-05

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