Структура, объемные и поверхностные физико-химические свойства полупроводников многокомпонентной системы ZnTe-CdSe

• Автор: Васина, Марина Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Омск
• Количество страниц: 145 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Литературный обзор

1.1 Объемные свойства полупроводников типа АиВУ1 Ссйе

1.1.1. Термодинамические характеристики

1.1.2. Кристаллохимические свойства

1.1.3. Физические свойства. Электрофизические и оптические свойства

1.2. Поверхностные свойства полупроводников типа АПВУ1 7мТе, Сс1Бе

1.2.1. Химическое состояние поверхности и кислотно-основные свойства

1.2.2. Адсорбционные свойства

1.2.3. Каталитические свойства

1.3. Объемные и поверхностные свойства твердых растворов
1.4. Применение полупроводников типа АПВУ1 ХпТе, СбЭе
1.5. Методы исследования твердых адсорбентов и катализаторов
Глава 2. Методики эксперимента
2.1. Получение твёрдых растворов
2.2. Аттестация твердых растворов
2.2.1. Рентгенографические исследования
2.2.3. Электронномикроскопические исследования
2.2.4. Термографические исследования
2.2.5. КР - спектроскопические исследования
2.3. Химический состав поверхности
2.3.1. Метод электронной Оже - спектроскопии
2.3.2. РЖ - спектроскопические исследования
2.4. РРсследование кислотно-основных свойств
2.4.1. Определение pH - изоэлектрического состояния
2.4.2. Механохимический метод исследования поверхности
2.4.3. Метод неводного кондуктометрического титрования
2.5. Адсорбционные исследования

2.6. Каталитические исследования
2.7. Выбор газа - адсорбата
Глава 3. Результаты и их обсуждения
3.1. Синтез твердых растворов
3.2. Аттестация твердых растворов
3.2.1. Рентгенографические исследования
3.2.2. Электронномикроскопические исследования
3.2.3. Термографические исследования твердых растворов
3.3.КР - спектроскопические исследования
3.4. Люминесцентные свойства
3.5. Химический состав поверхности
3.5.1. Оже-спектроскопические исследования твердого раствора
3.5.2. ИК - спектроскопические исследования
3.6. Кислотно-основные свойства
3.6.1. Изучение pH изоэлектрического состояния
3.6.2. Определение концентрации кислотных центров
3.6.3. Изучение поверхности методом механохимического диспергирования
3.7. Адсорбционные исследования
3.7.1. Адсорбционные исследования манометрическим методом
3.7.2. Адсорбционные исследования методом ИК-спектроскопии
3.8. Каталитические исследования
Глава 4. Установленные закономерности и практическая значимость полученных
результатов исследований
4.1. Основные закономерности в изменении изученных свойств от состава
системы гпТе-Сб8е
4.2. Практические рекомендации по использованию полученных материалов

Выводы
Список литературы

ВВЕДЕНИЕ
Одним из перспективных направлений поиска материалов новой техники, в том числе, нано-, сенсорной техники, а также адсорбентов и катализаторов является синтез и исследование многокомпонентных систем на основе бинарных алмазоподобных полупроводников. Если бинарные алмазоподобные полупроводники, обладающие уникальными объемными свойствами (электрофизическими, фото- и пьезоэлектрическими, оптическими), уже нашли применение в ряде областей современной техники и, прежде всего, в ОПТО-, микроэлектронной, люминофорной, то многокомпонентные системы на их основе еще таят в себе нереализованные возможности, что представляет научный и практический интерес и является актуальным.
Для раскрытия и реализации этих возможностей необходимы разработка методик получения и комплексное изучение объемных и поверхностных физикохимических свойств таких объектов.
Одним из практических аспектов исследований поверхности бинарных и более сложных алмазоподобных полупроводников, проводимых д.х.н., профессором И.А. Кировской - основателем научной школы и ее учениками [1,2], является создание газовых сенсоров-датчиков. Их чувствительность определяется, прежде всего, физико-химическим состоянием поверхности, включающим в себя структуру, химический состав, кислотно-основные, адсорбционные свойства, и, несомненно, зависящим от природы и объемных свойств материала, выбранного в качестве чувствительного элемента - первичного преобразователя [2].
Объектами исследований в данной работе явились твердые растворы новой, ранее неизученной системы ZnTe - Ссйе и, для сравнения, исходные бинарные соединения (7пТе, Ссйе).
Цель работы: Разработать методику, получить и аттестовать твердые растворы системы ZnTe - Ссйе, комплексно изучить объемные и поверхностные физико-химические свойства, установить закономерности их изменения в

Таблица 1.9 - Тип кристаллической решетки твердого раствора
Системы Характер взаимодействия
ZnS-CdS Непрерывные твердые растворы
ZnSe-CdSe Твердые растворы с переходом 5—»и' при ~ 50 мол. % CdSe
ZnTe-CdTe Непрерывные твердые растворы
CdSe-HgSe Не исследован
CdS-CdSe Непрерывные твердые растворы (>г)
HgS-HgSe Непрерывные твердые растворы (5)
Из анализа многочисленных работ по исследованию твердых растворов замещения следует три варианта в соотношении параметров решеток с составом. В большинстве случаев при образовании непрерывного ряда твердых растворов замещения параметры решеток являются линейной функцией молярной концентрации, то есть изменяются в соответствии с законом Вегарда. Возможны случаи, когда параметры решеток с составом изменяются по сложному закону и, наконец, случаи, когда такая зависимость отсутствует [44].
Системы, образованные элементами подгрупп Zn и (^характеризуются наличием одного конгруэнтно плавящегося соединения состава 1:1 с tILiaBJI., намного превышающей Славл-исходных компонентов. Фазовые равновесия в системах AUBVI - АИВУ| исследованы еще не достаточно.
В адсорбционных свойствах твердых растворов аддитивность не проявляется, что указывает на взаимное влияние бинарных компонентов. На твердых растворах величина адсорбции газов с температурой возрастает интенсивнее, нежели на исходных бинарных компонентах, и сопровождается образованием более прочных связей: теплота адсорбции на твердых растворах больше теплоты адсорбции на бинарных полупроводниках (в 2-6 раз). Отмеченные факты позволяют заключить, что твердые растворы более активны, по сравнению с индивидуальными химическими соединениями [2, 19, 43-44].