Методами физико-химического анализа, а именно дифференциально-термического (ДТА), высокотемпературного дифференциально-термического (ВДТА), рентгенофазового (РФА), микроструктурного (МСА) анализов и измерением микротвердости определен характер физико-химического взаимодействия в тройной системе Er-Sb-Te. Впервые представлены фазовые диаграммы следующих квазибинарных Er2Te3-Sb2Te3, ErTe-Sb2Te3, ErTe-SbTe, ErTe-Sb и неквазибинарных Er-Sb2Te3, D (ErSb3Te5,5)-Te сечений. Установлено, что при соотношении компонентов 1:1 в системе Er2Te3-Sb2Te3 образуется новая тройная фаза составом ErSbTe3, которая кристаллизуется в гексагональной сингонии с параметрами элементарной ячейки: а=0,408; с=3,045 нм. В системе на основе Sb2Te3 образуются твердые растворы границы которых составляют до 3 мол% Er2Te3 при комнатной температуре, а при температуре эвтектики достигает около 8 мол% Er2Te3. Тройное соединение ErSbTe3 с α-твердым раствором образует эвтектику, координаты которой составляют 20мол % Er2Te3 и 800К. Ликвидус системы ErTe-Sb2Te3 состоит из двух ветвей первичной кристаллизации α- твердого раствора на основе Sb2Te3 и соединения Er2Te3. В разрезе ErTe-Sb2Te3 также образуется область гомогенности на основе Sb2Te3 до 5 мол % ErTe. Диаграмма состояния системы относится к простому эвтектическому типу. Координаты эвтектики 25 мол% ErTe и 850К. В системах ErSb – ErTe и Sb – ErTe новые тройные фазы и области гомогенности не обнаружены. Координаты эвтектики в системе ErSb – ErTe; 50мол % ErTe и 1200К, а во второй системе (Sb – ErTe) наблюдается вырожденная эвтектика (при 900К). Разрез Sb2Te3- Er пересекает три, а D-Te два подчиненных треугольника. В обеих системах происходят тройные эвтектические и перитектические нонвариантные реакции при различных температурах. Также построена проекция поверхности ликвидуса тройной системы Er-Sb-Te, которая состоит из четырнадцати полей первичной кристаллизации фаз, разделенных 25 кривыми моновариантного равновесия. Моновариантные кривые пересекаются в 11нонвариантных точках, пять из которых являются эвтектическими и шесть перитектическими.

1. Baghbanzadeh-Dezfuli B., Jamali-Sheini F., Cheraghizade M. Sonical deposition of nanostructured Sb2 Se3 films for optoelectronic applications. Journal of Alloys and Compounds. 2021. vol. 85. no. 1. pp. 157308. doi: 10.1016/j.jallcom.2020.157308

2. Wang F.K., Yang S.J., Zhai T.Y. 2D Bi2 Se3 materials for optoelectronics. IScience. 2021. vol. 24. no. 11. pp. 103291. doi: 10.1016/j.isci.2021.103291

3. Ghosh S., Moreira M.V.B., Fantini C., González J.C. Growth and optical properties of nanocrystalline Sb2 Se3 thin-films for the application in solar-cells. Solar Energy. 2020. vol. 211. pp. 613–621. doi: 10.1016/j.solener.2020.10.001

4. Nolas G.S., Sharp J., Goldsmid J. Thermoelectrics: basic principles and new materials developments. Springer Science & Business Media, 2013. vol. 45. doi: 10.1007/978–3–662–04569–5

5. Goldsmid H.J. Bismuth telluride and its alloys as materials for thermoelectric generation. Materials. 2014. vol. 7. no. 4. pp. 2577–2592. doi: 10.3390/7042577

6. Scherrer H., Scherrer S. Bismuth telluride, antimony telluride, and their solid solutions. CRC Handbook of thermoelectrics. CRC Press, 2018. pp. 211-238.

7. Yang W., Kim J.H., Hutter O.S. Benchmark performance of low-cost Sb2 Se3 photocathodes for unassisted solar overall water splitting. Nature Communications. 2020. vol. 11. no. 1. pp. 861. doi: 10.1038/s41467–020–14704–3

8. Sankapal B.R., Lokhande, C.D. Photoelectrochemical characterization of Bi2Se3 thin films deposited by SILAR technique. Materials Chemistry and Physics. 2002. vol. 73. no. 2–3. pp. 151–155. doi: 10.1016/s0254–0584(01)00362–5

9. Li W., Deng L., Wang X., Cao J. et al. Close-spaced thermally evaporated 3D Sb2 Se3 film for high-rate and high-capacity lithium-ion storage. Nanoscale. 2021. vol. 13. no. 21. pp. 9834–9842. doi: 10.1039/d1nr01585k

10. Xue M.–Z., Fu Z.–W. Pulsed laser deposited Sb2 Se3 anode for lithium-ion batteries. J. Alloys Compd. 2008. vol. 458. pp. 351–356. doi: 10.1016/j.jallcom.2007.03.109

11. Zhang H., Liu C.–X., Qi X.–L., Dai X. et al. Topological insulators in Bi2 Se3, Bi2 Te3 and Sb2 Te3 with a single Dirac cone on the surface. Nature Physics. 2009. vol. 5. pp. 438–442.

12. Mazumder K., Shirage P.M. A brief review of Bi2 Se3 based topological insulator: From fundamentals to applications. Journal of Alloys and Compounds. 2012. vol. 888. no. 25. pp. 161492. doi: 10.1016/j.jallcom.2021.161492

13. Anversa J., Chakraborty S., Piquini P., Ahuja R. High pressure driven superconducting critical temperature tuning in Sb2 Se3 topological insulator. Appl. Phys. Lett. 2016. vol. 108. pp. 212601. doi: 10.1063/1.4950716

14. Zhang K., Xu M., Li N., Xu M. et al. Superconducting Phase Induced by a Local Structure Transition in Amorphous Sb2Se3 under High Pressure. Phys. Rev. Lett. 2021. vol. 127. no. 12. pp. 127002. doi: 10.1103/PhysRevLett.127.127002

15. Ioffe A.F. Semiconductor Thermoelements and Thermoelectric Cooling. A.F. Ioffe. London, Infosearch Limited, 1957. 1923p.

16. Suh J., Yu K.M, Fu D., Liu X. et al. Simultaneous enhancement of electrical conductivity and thermopower of Bi2 Te3 by multifunctionality of native defects. Adv. Mater. 2015. vol. 27. no. 24. pp. 3681–3686. doi: 10.1002/adma.201501350

17. Shchurova M.A., Andreev O.V., Kuznetsova A.V. Electrophysical properties of the BI2-X SE3-X-X SMSE alloys as thermoelectric converter of n-type. Tyumen state university herald. 2013. vol. 5. pp. 82–87.

18. Yapryntsev M., Vasiliev A., Ivanov O. Sintering temperature effect on thermoelectric properties and microstructure of the grained Bi1.9Gd0.1Te3 compound. J. Eur. Ceram. Soc. 2019. vol. 39. no. 4. pp. 1193–1205. doi: 10.1016/j.jeurceramsoc.2018.12.041

19. Ivanov O., Yaprintsev M., Lyubushkin R., Soklakova O. Enhancement of thermoelectric efficiency in Bi2 Te3 via rare earth element doping. Scr. Mater. 2018. vol. 146. pp. 91–94. doi: 10.1016/j.scriptamat.2017.11.031Get rights and content

20. Yaprintsev M., Lyubushkin R., Soklakova O., Ivanov O. Effects of Lu and Tm doping on thermoelectric properties of Bi2 Te3. J. Electron. Mater. 2018. vol. 47. no. 2. pp. 1362–1370. doi: 10.1007/s11664–017–5940–8

21. Ivanov O., Yaprintsev M. Mechanisms of thermoelectric efficiency enhancement in Lu-doped Bi2 Te3. Mater. Res. Express. 2018. vol. 5. no. 1. pp. 1–10. doi: 10.1088/2053–1591/aaa265

22. Yapryntsev M.N., Lyubushkin R.A., Soklakova O.N. Synthesis and electrical properties of Bi2Te3-based thermoelectric materials doped with Er, Tm, Yb, and Lu. Semiconductors. 2017. vol. 51. no. 6. pp. 710–713. doi: 10.1134/S106378261706029X

23. Yang J.J., Wu F.F., Zhu Z.Z., Yao L.L. et al. Thermoelectrical properties of lutetium-doped Bi2 Te3 bulk samples prepared from flower-like nanopowders. J. Alloys Compd. 2015. vol. 619. pp. 401–405. doi: 10.1016/J.JALLCOM.2014.09.024

24. Singh N., Schwingenschlogl U. LaBiTe3: An unusual thermoelectric material. Phys. Status RRI. 2014. vol. 8. no. 9. pp. 805–808. doi: 10.1002/pssr.201409110

25. Lin. J., Vanderbilt D. Weyl semimetals from noneentrosymmetric topological insulators. Physical Review B. 2014. vol. 90. no. 15. pp. 155–316. doi: 10.1103/PhysRevB.90.155316

26. Li Zh., Si Ch., Zhou J., Xu H. et al. Yttrium-Doped Sb2 Te3: A Promising Material for Phase-Change Memory. ACS Appl. Mater. Interfaces. 2016. vol. 8. no. 39. pp. 26126–26134. doi: 10.1021/acsami.6b08700

27. Yaprintseva M., Vasil’eva A., Ivanova O. Thermoelectric properties of the textured Bi1.9Gd0.1Te3 compounds sparkplasma-sintered at various temperature. Journal of the European Ceramic Society. 2020. vol. 40. no. 3. pp. 742–775. doi: 10.1016/j.jeurceramsoc.2019.11.028

28. Yarembash E.I., Eliseev A.A. Chalcogenides of rare earth elements. M, Nauka, 1975, 260 p.

29. Ghosh G. The Sb-Te (Antony-Tellurium) system. Journal of Phaze Equilibria. 1994. vol. 15. pp. 349–360.

30. Eckerbin V.P., Stegher A. On the phases in the Sb-Te system. Acta Crystallo-graphica. 1966. vol. 2. pp. 78.

31. Brown A., Liewis B. The systems bismuth-tellurium and antimony – tellurium and synthesis of the antimony – tellurium and the synthesis of the minerals hedleyite and wehrlite. Journal of Physics and Chemistry of Solids. 1962. vol. 23. pp. 1597–1604.

32. Sadigov F.M., Alizade N.M., Ismailov Z.I. Nature of chemical interaction in the ternal system Er-Bi (Sb) – Se. Eurasian Union of Scientists. 2021. vol. 1. pp. 82.

33. Sadigov F.M., Mammadova S.H., Ismayilov Z.I. State diagram of Er-Sb system. Ganja. 2022. pp. 85–87.

34. Lyakisheva N.P. State diagrams of binary metal systems. Handbook M., Mechanical Engineering, 1997. 1023 p. (in Russian).