The volume and conductivity of nonstoichiometric chalcogenide glass g-As3Te2 have been investigated at high hydrostatic pressures (up to 8.5 GPa), and results have been compared with earlier data for stoichiometric chalcogenide glass g-As2Te3. Structural and Raman studies of g-As3Te2 glass have revealed a greater significance of As–As pair correlations in the range of medium-range order compared with “classic” chalcogenide glass g-As2Te3. Even at such a large excess of arsenic, a high concentration of “improper” Te–Te neighbors has been observed because of chemical disorder. Under normal conditions, the thermal gap (0.43–0.48 eV) and resistivity (>104 Ω cm) of glass g-As3Te2 are greater than those of g-As2Te3. The elastic behavior of g-As3Te2 glass, as well as of g-As2Te3, under compression has been observed at pressures up to 1 GPa, the initial values of bulk moduli for these glasses being nearly coincident. Polyamorphic transformation in g-As3Te2 (with softening of relaxing bulk modulus) is more diffuse and extends to higher pressures (from 1.5 to 4.0 GPa). The metallization process in g-As3Te2 is also more diffuse: metallic conductivity is reached at pressures of 5.5–6.0 GPa. As in the case of the stoichiometric glass, the baric dependences of the bulk modulus exhibit a kink in the pressure range 4–5 GPa. Up to maximal pressures, the volume and resistivity relax logarithmically in time with roughly the same rate as in the case of g-As2Te3. The residual densification of g-As3Te2 after pressure release is roughly twice as high as for g-As2Te3 and equals 3.5%, the conductivity of the compacted glass is about three orders of magnitude higher than that of the as-prepared sample. Under normal conditions, a considerable relaxation of the volume and resistivity has been observed. As for densified g-GeS2 glass, the logarithmic kinetics of this relaxation has been successfully described in terms of our earlier model based on the concept of relaxation self-organized criticality with the activation energy (1.3 eV) remaining unchanged up to 5 × 106 s.
Выполнены прецизионные исследования объема и электросопротивления стекла нестехиометрического состава g-As3Te2 при высоких гидростатических давлениях до 8.5 ГПа и проведено сравнение с ранее полученными результатами для стехиометрического стекла g-As2Te3. Структурные и рамановские исследования стекла g-As3Te2 показывают более существенную роль корреляций пар As-As в области промежуточного порядка по сравнению с «классическим» стеклом g-As2Te3. Высокий химический беспорядок приводит к тому, что даже при таком переизбытке атомов мышьяка наблюдается большая концентрация«неправильных» соседей Te-Te. Стекло g-As3Te2 имеет несколько большую величину термической щели (0.43-0.48 эВ) и большее значение сопротивления при нормальных условиях (> 104 Ом·см) по сравнению с g-As2Te3. Как и для g-As2Te3, упругое поведение стекла g-As3Te2 при сжатии наблюдается при давлениях до 1 ГПа, причем начальные величины модуля объемного сжатия для этих стекол практически совпадают. Полиаморфное превращение со смягчением релаксирующего модуля сжатия в g-As3Te2 более размыто и затянуто в область более высоких давлений (от 1.5 до 4 ГПа). Процесс металлизации для g-As3Te2 также более размыт, металлический уровень проводимости достигается при давлениях 5.5-6.0 ГПа. Как и для стехиометрического стекла, на барических зависимостях модуля сжатия наблюдается излом при давлениях 4-5 ГПа. Для объема и для электросопротивления вплоть до максимальных давлений наблюдается логарифмическая по времени релаксация примерно той же интенсивности, что и для g-As2Te3. Остаточное уплотнение в стекле g-As3Te2 после сброса давления превышает таковое для g-As2Te3 почти в два раза и составляет 3.5%, а проводимость уплотненного стекла почти на три порядка величины выше чем у исходного. При нормальных условиях наблюдается существенная релаксация объема и электросопротивления. Как и для уплотненного стекла g-GeS2, логарифмическую кинетику этой релаксации удается описать в рамках ранее предложенной нами модели, основанной на представленияхo «самоорганизованной критичности» процесса релаксации, причем сама энергия активации (1.3 эВ) остается постоянной во всем исследованном диапазоне времен до 5 · 106 с.