Как взаимодействуют атомы Se и Au

На этой странице представлены результаты термодинамического расчёта взаимодействия 10 моль атомов Se и 10 моль атомов Au в газовой фазе, с учётом следующих допущений:

  • Приведён равновесный состав системы в указанном интервале температур при давлении 1 атм.
  • Каждое вещество рассматривается как индивидуальная фаза.
  • Фаза каждого конкретного газа-продукта не образует газовых растворов с другими фазами.
10 Se + 10 Au298–653 K10 AuSe_-a

10 Se + 10 Au653–1001 K10 Au + 10 Se_hex

10 Se + 10 Au1001–2909 K10 Au + 5 Se2 (gas)

10 Se + 10 Au2909–3000 K10 Au + 10 Se (gas)

Расчёт произведён с помощью химического калькулятора равновесного фазового состава.

Описание взаимодействий Au и Se*

Анализ термодинамического равновесия системы золото-селен выявляет выраженную зависимость фазового состава от температуры, что обусловлено конкуренцией между энтальпийным фактором стабилизации соединений и энтропийным вкладом газовой фазы. В области низких температур до 653 К наблюдается склонность элементов к образованию селенида золота AuSe, что указывает на наличие химического сродства между благородным металлом и халькогеном. Однако данное соединение обладает ограниченной термической устойчивостью: при превышении порога в 653 К происходит его разложение с выделением чистого золота и селена в гексагональной модификации.

При дальнейшем повышении температуры доминирующим фактором становится рост энтропии системы, что приводит к переходу селена в газообразное состояние. Сначала фиксируется образование димеров Se2, а при экстремальном нагреве свыше 2909 К происходит полная диссоциация молекул до атомарного газа. Золото же остается в конденсированном состоянии на всем рассматриваемом интервале, что объясняется его значительно более высокой температурой кипения и низкой летучестью по сравнению с селеном.

Стоит отметить, что при низких температурах формирование AuSe может быть затруднено кинетически из-за высоких энергетических барьеров активации, что делает реакцию медленной даже при термодинамической выгодности. Результаты подобных расчетов имеют существенное значение для проектирования процессов химического осаждения из газовой фазы (CVD) и анализа стабильности тонкопленочных полупроводниковых структур на основе халькогенидов благородных металлов при термическом воздействии.



* Из-за большого количества расчетных данных, анализ расчетов осуществлялся нейросетью. В выводах могут присутствовать ошибки. Если вы обнаружили спорные моменты, напишите нам.