Гидрохимический синтез, состав, структура, морфология и свойства пленок PbSe,SnSe,Pb1-xSnxSe

• Автор: Третьякова, Наталья Александровна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 165 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ.
Глава 1 ПОЛУЧЕНИЕ, ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТАВА, СТРУКТУРЫ И СВОЙСТВ ПЛЕНОК СЕЛЕНИДОВ СВИНЦА II, ОЛОВА II, ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ РЬБпе ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Методы синтеза РЬ8е, БпЗе и РЬпе.

1.2 Гидрохимический метод синтеза пленок РЬБе, БпБе, РЬ8п8е

1.3 Структура, состав и свойства селенидов свинца II, олова II и твердых растворов замещения на их основе.

1.3.1 Структура, состав и полупроводниковые свойства селенидов свинца

II и олова II

1.3.2 Факторы изоморфной смесимости и оценка возможности образования твердых растворов замещения в системе РЬ8е8п8е
1.3.3 Состав, структура и фотоэлектрические свойства твердых растворов замещения РЬпе.

1.4 Методы и механизм сенсибилизации пленок халькогенидов металлов к ИКизлучению

1.5 Применение селенидов свинца II, олова II и твердых растворов РЬпе.

Выводы
Глава 2 МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ.
2.1 Реактивы и материалы
2.2 Кинетические исследования осаждения селенидов свинца II и олова II.
2.3 Методика гидрохимического осаждения тонких пленок РЬ8е, 8п8е и твердых растворов РЬд8п,8е.
2.4 Методы исследования состава, структуры и морфологии пленок РЬ8е, БпБе, РЬпе.
2.5 Проведение термообработки синтезированных пленок
2.6 Исследование фотоэлектрических характеристик пленок.
Глава 3 ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ УСЛОВИЙ ОБРАЗОВАНИЯ РЬБс, БпБе И ТВЕРДЫХ РАСТВОРОВ РЬБпе В СИСТЕМЕ Ме2 С6Н ЫН4ОН ЫНСБе Ме2 РЬ2, Бп2.
3.1 Анализ условий образования селенида, гидроксида и цианамида свинца II в цитратноаммиачной системе.
3.1.1 Анализ условий образования селенида свинца II.
3.1.2 Анализ возможности образования РЬ1г.
3.1.3 Анализ возможности образования РЬСЫ2
3.2 Анализ условий образования сслснида и гидроксида олова II в
цитратноаммиачной системе.
3.2.1 Анализ условий образования селенида олова II
3.2.2 Анализ возможности образования 8пОН2
3.3 Определение области формирования твердого раствора РЬпе
Выводы
Глава 4 ПЛЕНКИ РЬБе, Бгге, РЬпЗе КИНЕТИКА
ГИДРОХИМИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ, СОСТАВ, СТРУКТУРА И ЭЛЕКТРОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА.
4.1 Исследование кинетических закономерностей гидрохимического синтеза селенидов свинца II и олова II.
4.1.1 Исследование процесса осаждения сслснида свинца И в цитратноаммиачной системе.
4.1.2 Исследование процесса осаждения селенида олова И в цитратноаммиачной системе
4.1.3 Расчет состава твердого раствора замещения РЬпе по данным кинетических исследований образования РЬ8е и 8п8е в цитратноаммиачной системе
4.2 Исследование кристаллической структуры, фазового и элементного
состава синтезированных пленок РЬ8е, 8п8е, РЬпе
4.2.1 Исследование структуры, состава и морфологии пленок РЬ8е и БпБе
4.2.2 Исследование структуры, состава и морфологии пленок РЬБпе
4.2.3 Низкотемпературные исследования пленок РЬБе, БпБе, РЬипе. 1
Выводы.
Глава 5 ТЕРМОСЕНСИБИЛИЗАЦИЯ ХИМИЧЕСКИ ОСАЖДЕННЫХ
ПЛЕНОК РЬБпе.
5.1 Воздействие температуры обработки на структуру, морфологию и свойства пленок твердых растворов РЬБпе
5.2 Роль добавки в реакционную смесь йодида аммония на свойства пленок РЬБпБе
5.3 Влияние времени термообработки на свойства пленок твердых растворов РЬБпБс.
5.4 Термообработка пленок РЬ.БплБе в квазизам кнутом объеме
5.5 Исследование спектральной характеристики фотоотклика химически осажденных пленок РЬлБпБе.
Выводы.
ОБЩИЕ ВЫВОДЫ.
ПРИЛОЖЕНИЕ 1.
ПРИЛОЖЕНИЕ 2.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК.
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Пленки осаждались на подложки Б. СаР2ВаР2. Максимальная температура роста не превышала 0С. Метод молекулярной эпитаксии в квазизамкнутом объеме метод горячей стенки также может быть использован для получения слоев РЬБпБе , . В установке для синтеза пленок данным методом используется горячая стенка, представляющая собой кварцевую трубку, окружающую пространство между испарителем и подложкой. Поток испаряющихся молекул движется внутри этой трубки, температура которой выше или равна температуре испарителя. При использовании горячей стенки градиент температуры между испарителем и подложкой сводится к минимуму, при этом создаются условия, близкие к термодинамическим, что позволяет получать высококачественные пленки. В работе были изучены структурные и электрофизические свойства слоев РЬБпБе, полученных методом горячей стенки, в зависимости от условий их выращивания температуры подложки и источника материала. Было установлено, что с повышением температуры подложки размер блоков в плоскости, перпендикулярной плоскости эпитаксии, увеличивается, уменьшаются углы разориентации между ними, что приводит к снижению плотности дислокаций. Проведенные исследования показали, что электрофизические параметры пленок слабо зависят от температуры подложки. Наиболее распространенной и эффективной методикой получения тонких пленок халькогенидов металлов является осаждение из водных растворов. Впервые химическое осаждение халькогенида металла из водного раствора было описано в г. В настоящее время синтез из водных растворов используется для получения большого числа полупроводниковых соединений на основе сульфидов и селенидов металлов Си, СиБ, РЬБ, 8Ьз, БЬВГД 2, СизБе, РЬБе , СбБе,. Бе , В , БЬез , Си1п8с2 , . На кафедре физической и коллоидной химии УГТУУПИ метод химического осаждения из растворов используется для получения различных твердых растворов замещения СсРЬ,. СиРЬ,. АРЬ,. РЬ,. Гидрохимический метод синтеза привлекает к себе огромное внимание, поскольку для его реализации не требуется применения вакуумных систем и другого сложного оборудования, что существенно снижает материальные и энергетические затраты. В качестве исходных материалов не требуется использовать вещества высокой степени чистоты как, например, при синтезе методом испарения. Процесс получения пленок может быть осуществлен в широком диапазоне температур. Например, при температуре 5С могут быть получены пленки РЬ8е , Ссе, Н8е , а также их твердый раствор . Методом химического осаждения за один технологический цикл может быть покрыто большое число подложек при соответствующей конструкции зажимного приспособления. Кроме того, этим методом могут быть получены пленки на подложках сложной конфигурации, изготовленных из материалов различной природы , , . При этом, в отличие от электроосаждения, проводимость подложки не требуется. Используя данный метод, можно легко изменять толщину, состав и, следовательно, свойства получаемых пленок путем варьирования условий осаждения температуры, значения , концентрации компонентов, а также изменяя порядок введения компонентов ь реакционную смесь. Кроме того, этот метод очень удобен для послойного осаждения различных соединений. В основе метода химического осаждения селенидов металлов из водных растворов лежит реакция, протекающая между растворимой солью металла и халькогенизатором. Чаще всего образование селенида имеет место в щелочной среде, требующейся для разложения халькогенизатора, к числу которых, в первую очередь, относят селеномочевину. Помимо основных реагентов, образующих твердую фазу, в раствор вводятся лиганды, способные связывать ионы металла в прочные комплексы. Комплексообразование необходимо для выделения контролируемого количества ионов металла при диссоциации комплекса и, следовательно, для снижения скорости процесса с целью предотвращения осаждения значительных количеств халькогенида в объеме раствора. Медленное протекание реакции способствует образованию на подложке пленки с определенной структурой, во многом определяющей ее свойства.