Влияние примесей на стабильность фаз Ti5Si3 и TiSi

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

Методом проекционных присоединенных волн рассчитаны полные энергии ряда интерметаллических фаз Ti–Si. Показано, что значения энтальпии образования Ti5Si3 и TiSi практически равны. Обсуждаются особенности плотности электронных состояний рассмотренных силицидов титана и ее эволюция при увеличении содержания кремния. Рассчитаны энергии образования легированных силицидов титана Ti5Si3 и TiSi в зависимости от положения примеси на разных подрешетках. Установлено, что элементы 3d-периода предпочтительно замещают титан в Ti5Si3, тогда как в TiSi элементы второй половины 3d-периода замещают кремний. Изучено влияние примесей на относительную стабильность соединений. Показано, что практически все рассмотренные элементы повышают стабильность фазы Ti5Si3 относительно TiSi за исключением Сu, Zn, Al и Ga. Результаты расчетов согласуются с имеющимися экспериментальными данными.

Об авторах

Л. С. Чумакова

Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук

Email: bakulin@ispms.tsc.ru
Россия, Томск

А. В. Бакулин

Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук

Email: bakulin@ispms.tsc.ru
Россия, Томск

С. Е. Кулькова

Институт физики прочности и материаловедения Сибирского отделения Российской академии наук; Национальный исследовательский Томский государственный университет

Автор, ответственный за переписку.
Email: bakulin@ispms.tsc.ru
Россия, Томск; Россия, Томск

Список литературы

  1. Gambino J.P., Colgan E.G. // Mater. Chem. Phys. 1998. V. 52. № 2. P. 99.
  2. Chen L.J. Silicide technology for integrated circuits. L.: IET, 2009.
  3. Takasugi T. // Mater. Res. Soc. Sympos. Proc. 1991. V. 213. P. 403.
  4. Grabke H.J., Meier G.H. // Oxid. Met. 1995. V. 44. P. 147.
  5. Meyer M.K., Akinc M. // J. Amer. Ceram. Soc. 1996. V. 79. № 4. P. 938.
  6. Li X.Y., Taniguchi S., Matsunaga Y. et al. // Intermetallics. 2003. V. 11. № 2. P. 143.
  7. Jiang H.R., Wang Z.L., Ma W.S. et al. // Trans. Nonferrous Met. Soc. China. 2008. V. 18. № 3. P. 512.
  8. Huang J., Zhao F., Cui X. et al. // Appl. Surf. Sci. 2022. V. 582. P. 152444.
  9. Massalski T.B. Binary alloy phase diagrams. Materials Park. V. 2. Ohio: ASM, 1986. P. 2054.
  10. Villars P., Calvert L.D. Pearsons handbook of crystallographic data for intermetallic phases. Metals Park, Ohio: ASM, 1985.
  11. Colinet C., Tedenac J.C. // Intermetallics. 2010. V. 18. № 8. P. 1444.
  12. Ekman M., Ozoliņš V. // Phys. Rev. B. 1997. V. 57. № 8. P. 4419.
  13. Colinet C., Wolf W., Podloucky R. et al. // Appl. Phys. Lett. 2005. V. 87. № 4. P. 041910.
  14. Shao G. // Acta Mater. 2005. V. 53. № 13. P. 3729.
  15. Wang T., Chen J.A., Ling X. et al. // Modern Phys. Lett. B. 2006. V. 20. № 7. P. 343.
  16. Robins D.A., Jenkins I. // Acta Met. 1955. V. 3. № 6. P. 598.
  17. Savin V.D. // Russ. J. Phys. Chem. 1973. V. 47. P. 1423.
  18. Golutvin Yu.M. // Russ. J. Phys. Chem. 1959. V. 33. P. 164.
  19. Маслов В.М., Неганов А.С., Боровинская И.П. и др. // Физика горения и взрыва. 1978. Т. 14. № 6. С. 73.
  20. Meschel S.V., Kleppa O.J. // J. Alloys Compd. 1998. V. 267. № 1. P. 128.
  21. Kematick R.J., Myers C.E. // Chem. Mater. 1996. V. 8. № 1. P. 287.
  22. Topor L., Kleppa O.J. // J. Met. Trans. A. 1985. V. 17. P. 1217.
  23. Williams J.J., Ye Y.Y., Kramer M.J. et al. // Intermetallics. 2000. V. 8. № 8. P. 937.
  24. Blöchl P.E. // Phys. Rev. B. 1994. V. 50. № 24. P. 17953.
  25. Kresse G., Joubert D. // Ibid. 1999. V. 59. № 3. P. 1758.
  26. Perdew J.P., Burke K., Ernzerhof M. // Phys. Rev. Lett. 1996. V. 77. № 18. P. 3865.
  27. Чумакова Л.С., Бакулин А.В., Кулькова С.Е. // ЖЭТФ. 2022. Т. 161. Вып. 6. С. 874.
  28. Manz T.A., Limas N.G. // RSC Adv. 2016. V. 6. P. 47 771.
  29. Limas N.G., Manz T.A. // RSC Adv. 2016. V. 6. P. 45 727.
  30. Бакулин А.В., Кулькова С.Е. // ЖЭТФ. 2018. Т. 154. Вып. 6 (12). С. 1136.

Дополнительные файлы


© Л.С. Чумакова, А.В. Бакулин, С.Е. Кулькова, 2023