Осаждение пленок сульфида свинца из водных растворов «Pb(СH3COO)2 – N2H4CS» и их свойства
Аннотация
Представлены результаты исследования пленок сульфида свинца, полученных методом пиролиза аэрозоля растворов координационных соединений ацетата свинца и тиомочевины при температурах 300 и 400 °С. Определены концентрационные области существования гидроксокомплексов свинца (II). Определены области доминирования комплексов [Pb(N2H4CS)4]2+, являющихся прекурсорами при осаждении пленок сульфида свинца.
Методами рентгенофазового анализа и атомно-силовой микроскопии изучена кристаллическая структура, фазовый состав и морфология поверхности синтезированных пленок. Установлено, что в данных условиях осаждения кристаллизуются пленки PbS кубической структуры, текстурированные в кристаллографическом направлении (200). При повышении концентрации тиомочевины в исходном растворе происходит увеличение значений средней и среднеквадратичной шероховатости, а также перепада высот рельефа поверхности синтезированных образцов.
Более плотной упаковкой зерен и совершенной микроструктурой поверхности характеризуются пленки PbS, полученные при температуре 400 °С. Методом оптической спектрофотометрии определена ширина запрещенной зоны синтезированного PbS, составляющая 0.41 – 0.45 эВ для прямых разрешенных переходов
Скачивания
Литература
Varlashov I. B., Mitasov P. V., Miroshnikova I. N., Miroshnikov B. N., Mohammed H. S. H. Examination of phoyosensitive structures based on PbS by auger electron spectroscopy. Vestnik Moskovskogo Energeticheskogo Instituta. 2015;2: 103–107. (In Russ., abstract in Eng.). Available at: https://www.elibrary.ru/download/elibrary_23378338_69530465.pdf
Akhmedov O. R., Guseinaliyev M. G., Abdullaev N. A., Abdullaev N. M., Babaev S. S., Kasumov N. A. Optical properties of PbS thin films. Semiconductors. 2016;50(1): 50–53. https://doi.org/10.1134/S1063782616010036
Gite A. B. Synthesis and electrical, optical, electrochemical properties of chemically deposited PbS thin films. Oriental Journal of Physical Sciences. 2018;3(1): 10–16. https://doi.org/10.13005/OJPS03.01.03
Uhuegbu С. С. Growth and characterization of lead sulphide thin film for solar cell fabrication. Canadian Journal on Scientific and Industrial Research. 2011; 2(6): 230–241. Available at: https://www.researchgate.net/publication/310147417_Growth_and_Characterization_of_Lead_Sulphide_Thin_Film_for_Solar_Cell_Fabrication
Kouissa S., Djemel A., Aida M. S., Djouadi M. A. PbS infrared detectors: experiment and simulation. Sensors & Transducers Journal. 2015;193(10): 106–113. Режим доступа: https://www.sensorsportal.com/HTML/DIGEST/october_2015/Vol_193/P_2743.pdf
Markov V. F., Maskaeva L. N., Ivanov P. N. Hydrochemical deposition of metal sulfide films: modeling and experiment*. Ekaterinburg: UrO RAN Publ.; 2006, 217 p. (in Russ.)
Maskaeva L. N., Mostovshchikova E. V., Markov V. F., … Mikhailova A. I. Cobalt-doped chemically deposited lead-sulfidef. Semiconductors. 2022;56. 91–100. https://doi.org/10.1134/S1063782622010122
Grevtseva I. G., Smirnov M. S., Chirkov K. S., Latyshev A. N., Ovchinnnikov O. V. Synthesis and luminescent properties of PbS/SiO2 core-shell quantum dots. Condensed Matter and Interphases. 2024;26(1): 45–54. https://doi.org/10.17308/kcmf.2024.26/11808
Semenov V. N., Ovechkina N. M., Krysin M. Yu., Volkov V. V., Samofalova T. V. Deposition of PbS films by pyrolysis of atomized solutions of lead Thiourea complexes. Russian Journal of Applied Chemistry. 2022;95. 264–269. https://doi.org/10.1134/S1070427222020057
Egorov N. B., Usov V. F., Eremin L. P., Larionov A. M. Thermolysis of lead thiosulfate thiourea complexes. Inorganic Materials. 2010;46(11): 1248–1253. https://doi.org/10.1134/S0020168510110166
Semenov V. N. The processes of formation of thin layers of semiconductor sulfides from thiourea complex compounds*. Doc. chem. sci. diss. Abstr. Voronezh: 2002. 355 p. (In Russ.)
Krunks M., Mellikov E. Metal sulfide thin films by chemical spray pyrolysis. Proceedings of SPIE. 2001;4415: 60–65. https://doi.org/10.1117/12.425472
The International Centre for Diffraction Data. Powder Diffraction File. 2012. № 01-077-0244.
Ukhanov Yu. I. Optical properties of semiconductors*. M.: Nauka Publ.; 1977. 468 p. (In Russ.)
Sadovnikov S. I., Kozhevnikova N. S., Gusev A. I. Optical properties of nanostructured lead sulfide films with a D03 cubic structure. Semiconductors. 2011;45(12): 1559–1570. https://doi.org/10.1134/S1063782611120116
Logacheva V. A., Lukin A. N., Afonin N. N., Serbin O. V. Synthesis and optical properties of cobaltmodified titanium oxide films. Optics of Surfaces and Interfaces. 2019;126(6): 674–680. https://doi.org/10.1134/S0030400X19060158
Kozhevnikova N. S., Markov V. F., Maskaeva L. N. Chemical deposition of metal sulfides from aqueous solutions: from thin films to colloidal particles. Russian Journal of Physical Chemistry A. 2020;94(12): 2399–2412. https://doi.org/10.1134/S0036024420120134
New reference book for chemist and technologist. Chemical equilibrium. Properties of solutions*. Vol. 3. St. Petersburg: «Professional» Publ.; 2004. P. 118. (in Russ)
Semenov V. N., Volkov V. V., Pereslyckih N.V . Complexation processes in «PbCl2 – N2H4CS» aqueous solutions during deposition of lead sulphide films. Condensed Matter and Interphases. 2021;23(4): 543–547. https://doi.org/10.17308/kcmf.2021.23/3673
Zaman S., Mansoor M., Abubakar A., Asim M. M. AFM investigation and optical band gap study of chemically deposited PbS thin films. Materials Science and Engineering. 2016;146: 1–7. https://doi.org/10.1088/1757-899X/146/1/012034
Ezekoye1 B. A. , Emeakaroha1 T. M. , Ezekoye1 V. A., Ighodalo1 K. O., Offor P. O. Optical and structural properties of lead sulphide (PbS) thin films synthesized by chemical method. International Journal of the Physical Science. 2015;10(13): 386–390. https://doi.org/10.5897/IJPS2015.4354
Tohidi T., Jamshidi-Ghaleh K., Namdar A., Abdi-Ghaleh R. Comparative studies on the structural, morphological, optical, and electrical properties of nanocrystalline PbS thin films grown by chemical bath deposition using two different bath compositions. Materials Science in Semiconductor Processing. 2014;25: 197–206. http://dx.doi.org/10.1016/j.mssp.2013.11.028
Sadovnikov S. I., Gusev A. I., Rempel A. A. Nanostructured lead sulfide: synthesis, structure and properties. Russian Chemical Reviews. 2016;85(7): 731–758. https://doi.org/10.1070/RCR4594
Sadovnikov S. I., Gusev A. I. Structure and properties of PbS films. Journal of Alloys and Compounds. 2013;573. 65–75. https://doi.org/10.1016/J.JALLCOM. 2013.03.290
Sadovnikov S. I. , Kozhevnikova N. S. Microstructure and crystal structure of nanocrystalline powders and films of PbS. Physics of the Solid State. 2012;54(8): 1554–1561. https://doi.org/10.1134/S1063783412080276
Samofalova T. V., Ovechkina N. M., Kharin A. N., Semenov V. N. Surface microstructure of pyrolytic lead sulphide films. Condensed matter and interphases. 2013;15(3): 332–336. (In Russ., abstract in Eng.). Available at: https://w w w.elibrar y.ru/item.asp?id=20296110
Copyright (c) 2024 Конденсированные среды и межфазные границы
Это произведение доступно по лицензии Creative Commons «Attribution» («Атрибуция») 4.0 Всемирная.
