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Solute-solute and solvent-solute interaction in α-solid solutions of Cu + Sn, Au + Sn and Cu + Au + Sn alloys

1974; University of Toronto Press; Volume: 22; Issue: 5 Linguagem: Inglês

10.1016/0001-6160(74)90149-7

1878-0768

C. B. Alcock, Κ. T. Jacob,

Semiconductor materials and interfaces

The chemical potentials of tin in its α-solid solutions with Cu, Au and Cu + Au alloys have been measured using a gas-solid equilibration technique. The variation of the excess chemical potential of tin with its composition in the alloy is related to the solute-solute repulsive interaction, while the excess chemical potential at infinite dilution of the solute is a measure of solvent-solute interaction energies. It is shown that solute-solute interaction is primarily determined by the concentration of (s + p) electrons in the conduction band, although the interaction energies are smaller than those predicted by either the rigid band model or calculation based on Friedel oscillations in the potential function. Finally, the variation of the solvent-solute interaction with solvent composition in the ternary system can be accounted for in terms of a quasi-chemical treatment which takes into account the clustering of the solvent atoms around the solute. Les potentiels chimiques de l'étain dans ses solutions solides α avec Cu, Au, et les alliages Cu + Au ont été mesurés par une méthode d'équilibre solide-gaz. La variation du potentiel chimique do l'étain avec la composition de l'alliage est reliée á l'interaction répulsive soluté-soluté, alors que le potentiel chimique pour une dilution infinie du soluté constitue une mesure des énergies d'interaction solvant-soluté. Les auteurs montrent que l'interaction soluté-soluté est déterminée principalement par la concentration des électrons l(s + p) dans la bande de conduction, bien que les énergies soient plus faibles que celles prévues soit par le modéle de la bande rigide, soit par le calcul basé sur les oscillations de Friedel dans la fonction de potentiel. Enfin, la variation avec la composition du solvant de l'interaction solvant-soluté dans le systéme ternaire peut être interprétée á l'aide d'un calcul quasi-chimique qui tient compte de l'agglomération des atomes de solvant autour du soluté. Die chemischen Potentiale von Zinn in Legierungen mit Cu, Au und Cu + Au wurden mit Hilfe einer Gas-Festkörper-Gleichgewichtsmethode gemessen. Die Abhängigkeit des chemischen Potentials des Zinn von seiner Konzentration in der Legierung ist eine Funktion der abstoβenden Wechselwirkung zwischen Fremdstatomen. Dagegen ist das chemische Potential bei unendlich verdünnter Lösung ein Maβ für die Wechselwirkungsenergie zwischen Fremdatom und Matrixatom. Es wird gezeigt, daβ die Fremdatom-Fremdatom-Wechselwirkung primär durch die Konzentration der (s + p)-Elektronen im Leitungsband bestimmt ist, obwohl die Wechselwirkungsenergien kleiner sind als die vom Modell starrer Bänder und aus Berechungen aufgrund von Friedel-Oszillationen der Potential funktion vorhergesagten Werte. Schlieβlich kann die Abhängigkeit der Matrixatom-Fremdatom-Wechselwirkung von der Matrixatomkonzentration im tertiären System anhand einer quasichemischen Behandlung erklärt werden, die die Agglomeration von Matrixatomen um Fremdstoffe berücksichtigt.