Осаждение и свойства пленок твердых растворов системы CdS-ZnS из тиомочевинных координационных соединений

• Автор: Самофалова, Татьяна Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 209 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
Глава 1. Получение, структура и свойства сульфидов кадмия, цинка и твердых растворов на их основе обзор литературы.

1.1. Способы получения пленок сульфидов цинка и кадмия

1.1.1. Физические методы синтеза.

1.1.2. Химические методы синтеза

1.2. Структура сульфидов кадмия, цинка и твердых растворов

системы Сс7п8.

1.3. Свойства сульфида кадмия

1.4. Свойства сульфида цинка.

1.5. Структура и свойства пленок Сбгц.дЗ, полученных методом пиролиза аэрозоля

1.6. Заключение
Глава II. Синтез пленок и методы исследования
2.1. Синтез пленок системы СйЗпЭ.
2.2. Электрические и фотоэлектрические исследования
2.3. Оптические и люминесцентные исследования
2.4. Структурные исследования
Глава III. Строение тиокарбамидных комплексов кадмия и цинка.
3.1. Строение и .свойства тиокарбамидных комплексов кадмия и цинка по данным квантовохимического расчета
3.2. Инфракрасные спектры тиокарбамидных координационных соединений
Глава IV. Кристаллическая структура пленок системы Сс7п8
4.1. Структура пленок твердых растворов на основе С и 7.п8, осажденных из гапогенидных тиомочевинных комплексов
4.2. Структура пленок, полученных из кислородсодержащих тиомочевинных комплексов.
4.3. Структура пленок сульфидов кадмия и цинка, осажденных из роданидных соединений
4.4. Взаимосвязь строения тиокарбамидных комплексов и структуры сульфида.
Глава V. Свойства пленок системы Сс2п8.
5.1. Оптические свойства пленок.
5.1.1. Оптическая ширина запрещенной зоны пленок системы С8п8, осажденных из галогенидных тиомочевинных комплексов
5.1.2. Оптическая ширина запрещенной зоны пленок твердых растворов полученных из кислородсодержащих.тиомочевинных комплексов
5.2. Электрические и фотоэлектрические свойства пленок
5.2.1. Электропроводность пленок системы Сс2п8
5.2.1.1. Электропроводность пленок, осажденных из галогенидных тиомочевинных комплексов
5.2.1.2. Электропроводность пленок полученных из кислородсодержащих тиомочевинных комплексов
5.2.2. Фотопроводимость пленок системы СспЗ.
5.2.2.1. Фотопроводимость пленок, осажденных из галогенидных тиомочевинных комплексов.
5.2.2.2. Фотопроводимость пленок СсПь, полученных из кислородсодержащих тиомочевинных комплексов
5.3. Люминесцентные свойства пленок.
Литература


Метод пиролиза аэрозоля предоставляет возможность направленного синтеза полупроводника с нужными характеристиками путем создания координационного соединения определенного состава и структуры, варьируя концентрации соли металла и тиомочевины, и другие параметры синтеза, а также осуществлять легирование сульфидов различными катионо и анионообразователями . Для проведения легирования достаточно ввести гребуемос вещество в раствор перед распылением, причем концентрация легирующей примеси в растворе сохраняется и в осаждаемой пленке. Особенно важным при применении метода пульверизации является адгезия осаждаемого сульфида к подложке и смачиваемость поверхности подложки, что определяется ее строением и гидрофилыюстыо. Поэтому метод пульверизации имеет ограничения в выборе подложки. Успешно применяются подложки из ситалла, кварца, стекла, окисленного кремния , . Получение пленок сульфида кадмия на поверхности чистого кремния реализовать невозможно изза отсутствия смачиваемости кремниевой подложки распыляемым раствором вследствие гидрофобности последней, что препятствует первичному зародышеобразованию при формировании пленки. Обработка импульсным магнитным полем обеспечивает снижение гидрофобности поверхности кремния и позволяет осуществить осаждение пленки СбБ методом пульверизации . Вместе с тем на монокристаллическом кремнии методом пиролиза аэрозоля возможно осаждение сульфидов других металлов, например, сульфида индия. Так, при распылении водных растворов галогенидов индия и тпомочевины на юпо успешно осаждаются слои сульфида индия , а пиролиз совместных растворов хлоридов СиС и 1пС в присутствии тпомочевины приводит к формированию пленок Си1п . Следует отметить, что структура получаемых методом пиролиза пленок зависит от материала подложки . Пленки, осаждаемые на металлические подложки, имеют аморфную структуру, а на стеклянные кристаллическую. Это объясняется тем, что на металлической поверхности имеется много центров кристаллизации, на которых образуются зародыши кристаллов сульфида. В начальный момент это и происходит, но затем в результате конкуренции кристаллы не могут расти в ширину. Ыа аморфной подложке, имеющей мало центров для образования зародышей, кристаллы растут в ширину и высоту, а дальнейший рост пленки происходит в вертикальном направлении. Известно, что кристаллическая структура и различные свойства полупроводниковых материалов зависят от условий синтеза и химической природы исходных веществ предшественников твердой фазы прекурсоров. ТКС различного состава и строения . Структура сульфидов кадмия, цинка и твердых растворов системы СЙ8п
Сульфиды кадмия и цинка могут кристаллизоваться в структуре сфалерита ТРАЗт рис. С Ртс рис. Сфалерит является низкотемпературной модификацией, а вюртцит высокотемпературной. При нагревании монокристаллов сульфида кадмия в парах серы между 0 0С сфалеригная модификация превращается в вюртцитную . Кроме того, СсШ может быть выделен в структуре КаС
л чп т при высоком давлении, которая сохраняется как метастабильная и при атмосферном давлении , . Фазовый переход из структуры вюртцита в структуру ЫаС1 наблюдается при давлении ГПа и температуре С, при этом сульфид кадмия сохраняет полупроводниковые свойства . Для сульфида цинка характерно наличие большого числа политипов, большая часть которых имеет гексагональную И, а также ромбоэдрическую К симметрию , . При растирании порошка гексагонального сульфида цинка неустойчивый при комнатных условиях вюртцит переходит в сфалерит. Структуры сфалерита и вюртцита близки между собой и отличаются только положением атомов во второй координационной сфере, где межатомные расстояния в сфалерите больше, чем в вюргците . Каждой подрешетке в структуре сфалерита соответствует плотнейшая кубическая упаковка, слои которой нормальны к четырем полярным направлениям. Т21, в которой нет центра симметрии, а направление 1 полярное. Рис. Структура сфалерита светлые кружки атомы Сс1, темные кружки атомы 8. Каждая вершина общая для четырех таких тетраэдров. Элементарная ячейка сфалерита в виде соединенных вершинами тетраэдров 2п изображена на рис. Рис. Элементарная ячейка сфалерита гпЭ а и представление се в виде каркаса из тетраэдров 2п б.