Rev. Phys. Appl. (Paris) 12, 687-690 (1977)
DOI: 10.1051/rphysap:01977001205068700

Les mesures de viscosité des liquides GexSe1-x dans les compositions a vitrification aisée et le concept d'association

G. Chaussemy¹, J. Fornazero¹ et A. Laugier<sup>2

1</sup>  Laboratoire de Physique Electronique, Université Claude Bernard-Lyon I, 43 Bd du 11-Novembre 1918, 69621 Villeurbanne Cedex, France
²  Laboratoire de Physique de la Matière, Bât. 502, I. N. S. A. de Lyon, 20 Avenue A.-Einstein, 69621 Villeurbanne Cedex, France

Abstract
A correlation is established between the liquid-solid phase diagram, the easy glass formation and the kinematic viscosity of the liquids Ge xSe1-x : 0 ≤ x ≤ 1/3. The branching effect of Ge on Se chains explains the increase of the viscosity. For compositions minus than 0.08 (eutectic) a good description of the temperature variation is obtained by a polymer model in the free volume formalism, as for pure Se. After eutectic, the activation energy increases strongly with x. GeSe4 tetraedra are assumed, as for glasses. The Jordan's concept of association is used. The changes in the liquid properties are attributed to the changes in the number of associated species. A good description is obtained for the isotherm variations of viscosity and for the liquidus line of the phase diagram, in the composition range eutectic-GeSe2.

Résumé
Une corrélation est établie entre le diagramme de phase liquide-solide, la facilité de vitrification et la viscosité cinématique des liquides Ge xSe1-x : 0 ≤ x ≤ 1/3. On observe une augmentation de la viscosité avec x, attribuée à l'effet de branchement produit par Ge sur les chaînes de Se. Pour des compositions inférieures à celles de l'eutectique (x = 0,08), la variation avec la température est bien décrite par un modèle de polymère liquide dans le formalisme de volume libre, comme pour Se pur. Au-delà de l'eutectique, l'énergie d'activation augmente fortement avec x. Comme dans l'état vitreux, on suppose la présence de tétraèdres GeSe 4. On propose une description utilisant le concept d'association de Jordan. Les modifications dans le comportement du liquide sont attribuées aux variations du nombre des espèces associées. Les variations isothermes de la viscosité avec x sont bien décrites par le modèle. Celui-ci explique aussi l'allure du diagramme de phase. Entre l'eutectique et GeSe2, le liquidus théorique est en bon accord avec l'expérience.

PACS
6210 - Mechanical properties of liquids.
6470D - Solid liquid transitions.
8130D - Phase diagrams of other materials.

Key words
germanium compounds -- phase diagrams -- solid liquid transformations -- viscosity of liquids -- vitrification -- vitrification -- association -- glass formation -- kinematic viscosity -- Ge sub x Se sub 1 x -- polymer model -- free volume formalism -- activation energy -- isotherm variations of viscosity -- liquidus line -- liquid solid phase diagram