Structural properties of chalcogenide glasses and the isocoordination rule: Disentangling effects from chemistry and network topology

Zobrazit minimální záznam

dc.contributor.author Micoulaut, M
dc.contributor.author Pethes, I
dc.contributor.author Jovari, P
dc.contributor.author Pusztai, L
dc.contributor.author Krbal, Miloš
dc.contributor.author Wágner, Tomáš
dc.contributor.author Prokop, Vít
dc.contributor.author Michalik, S
dc.contributor.author Ikeda, K
dc.contributor.author Kaban, I
dc.date.accessioned 2023-07-12T12:57:57Z
dc.date.available 2023-07-12T12:57:57Z
dc.date.issued 2022
dc.identifier.issn 2469-9950
dc.identifier.uri https://hdl.handle.net/10195/80991
dc.description.abstract The structural properties of two Ge-As-Se glass compositions (Ge10As10Se80 and Ge21As21Se58) are investigated from a combination of density-functional-based molecular dynamics simulations and neutron/x-ray scattering experiments. We first focus on structural characteristics, including structure factors, pair distribution functions, angular distributions, coordination numbers, and neighbor distributions, and compare our results with the experimental data. Results leave anticipated coordinations from the octet rule (Se-II, As-III, and Ge-IV) unchanged, and these are contrasted with respect to glasses having the same average coordination number (r) over bar such as binary As30Se70 and Ge33Se67. The increase of (As,Ge) content induces a growth of ring structures that are dominated by edge-sharing motifs (four-membered rings) having mostly heteropolar bonds, while As-As and As-Ge homopolar bonds are clearly more favored than Ge-Ge. These features signal that both topological (rings) and chemical (bonds) features are different with respect to related binaries. The validity of the so-called vibrational isocoordination rule stating that properties of multicomponent chalcogenides depend solely on (r) over bar is checked, and results from a vibrational analysis indicates that this rule is merely satisfied for the Se-rich composition. An inspection of correlations via the Bhatia-Thornton formalism shows that topological ordering is not only different between Ge10As10Se80 and Ge21As21Se58 but also radically contrasts with respect to the isocoordinated binary glasses and displays an obvious reduced directional bonding. eng
dc.format p. 014206 eng
dc.language.iso eng
dc.publisher American Physical Society eng
dc.relation.ispartof Physical Review B, volume 106, issue: 1 eng
dc.rights open access (green) eng
dc.subject ge-as-se eng
dc.subject short-range order eng
dc.subject molecular-dynamics eng
dc.subject vibrational properties eng
dc.subject noncrystalline solids eng
dc.subject rigidity transitions eng
dc.subject diffraction peak eng
dc.subject ring statistics eng
dc.subject intermediate eng
dc.subject coordination eng
dc.subject chalkogenidové sklo cze
dc.subject molekulární dynamika cze
dc.subject strukturní vlastnosti cze
dc.title Structural properties of chalcogenide glasses and the isocoordination rule: Disentangling effects from chemistry and network topology eng
dc.title.alternative Strukturní vlastnosti chalkogenidových skel a pravidlo isokoordinace: Oddělovací efekty od chemie a topologie sítě cze
dc.type article eng
dc.description.abstract-translated Strukturní vlastnosti dvou složení skel Ge-As-Se (Ge10As10Se80 a Ge21As21Se58) jsou zkoumány kombinací simulací molekulární dynamiky na bázi DFT a experimentů rozptylu neutronů/rtg. Nejprve se zaměříme na strukturální charakteristiky, včetně strukturních faktorů, párových distribučních funkcí, úhlových distribucí, koordinačních čísel a sousedských distribucí, a porovnáme naše výsledky s experimentálními daty. Výsledky potvrzují očekávané koordinace na základě oktetového pravidla (SeII, AsIII a GeIV) nezměněné a jsou porovnány s ohledem na skla se stejným průměrným koordinačním číslem r, jako jsou binární skla systémů As30Se70 a Ge33Se67. Zvýšení obsahu (As,Ge) indukuje růst kruhových struktur, kterým dominují motivy sdílených hran (čtyřčlenné kruhy), kde převažují heteropolárními vazbami, zatímco homopolární vazby As-As a As-Ge jsou jednoznačně výhodnější než Ge-Ge. Tyto rysy signalizují, že jak topologické (kruhy), tak chemické (vazby) vlastnosti jsou odlišné s ohledem na související binární systémy. Verifikuje se platnost tzv. vibračního isokoordinačního pravidla, které uvádí, že vlastnosti vícesložkových chalkogenidů závisí pouze na r a výsledky vibrační analýzy ukazují, že toto pravidlo je splněno pouze pro složení bohaté na Se. Inspekce korelací prostřednictvím Bhatia-Thorntonova formalismu ukazuje, že topologické uspořádání se nejen liší mezi Ge10As10Se80 a Ge21As21Se58, ale také radikálně kontrastuje s ohledem na izokoordinovaná binární skla a vykazuje zjevně sníženou směrovou vazbu. cze
dc.peerreviewed yes eng
dc.publicationstatus postprint (accepted) eng
dc.identifier.doi 10.1103/PhysRevB.106.014206
dc.relation.publisherversion https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.106.014206
dc.identifier.wos 000832461900001
dc.identifier.scopus 2-s2.0-85135687148
dc.identifier.obd 39887578


Tento záznam se objevuje v následujících kolekcích

Zobrazit minimální záznam

Vyhledávání


Rozšířené hledání

Procházet

Můj účet