TY - JOUR

T1 - СРАВНИТЕЛЬНЫЕ КИНЕТИЧЕСКИЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ХИМИЧЕСКОГО ОСАЖДЕНИЯ PBSE СЕЛЕНОСУЛЬФАТОМ НАТРИЯ И СЕЛЕНОМОЧЕВИНОЙ С УСТАНОВЛЕНИЕМ ВЛИЯНИЯ ИХ ПРИРОДЫ НА СОСТАВ И МОРФОЛОГИЮ ПЛЕНОК

AU - Бельцева, Анастасия Викторовна

AU - Марков, Вячеслав Филиппович

AU - Маскаева, Лариса Николаевна

PY - 2020

Y1 - 2020

N2 - Анализ литературных данных показывает повышенный интерес к селениду свинца в тонкопленочном состоянии, используемом в различных областях: от микроэлектроники до преобразователей солнечной энергии. Существуют физические и химические методы получения пленок PbSе, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Однако исследователи отдают предпочтение химическому осаждению из водных сред, который исключает необходимость в сложном дорогостоящем оборудовании, нагреве до высоких температур и создании высоких давлений. Уральской школой тонкопленочного синтеза разработан и апробирован кинетико-термодинамический метод к прогнозированию химического осаждения халькогенидов металлов. Термодинамическая оценка, выполненная в предыдущей нашей публикации, указала лишь на принципиальную возможность образования селенида свинца при использовании селеномочевины СSe(NH2)2 и селеносульфата натрия Na2SeSO3. Для более полного понимания этого процесса необходим комплексный подход, учитывающий закономерности протекания осаждения твердой фазы PbSе во времени в зависимости от термодинамических факторов - температуры и концентрации реагентов. Поэтому в настоящей работе исследована кинетика химического осаждения селенида свинца селеномочевиной и селеносульфатом натрия из растворов, содержащих ацетат свинца, цитрат натрия, гидроксид и йодид аммония, в интервале температур от 303 до 353 K в условиях самопроизвольного зарождения твердой фазы. В результате проведенных исследований определены частные кинетические порядки реакции по халькогенизаторам, составившие 0.86 (СSe(NH2)2) и 0.78 (Na2SeSO3), а также энергия активации процесса образования селенида свинца, составившая соответственно 45.1 и 25.07 кДж/моль. Гидрохимическим осаждением селеномочевиной и селеносульфатом натрия получены пленки PbSе на подложках из ситалла и стекла толщиной 200-300 нм. Энергодисперсионным анализом и растровой электронной микроскопией показано влияние природы подложки, типа халькогенизатора на морфологию, гранулометрический и элементный состав слоев селенида свинца. Элементным анализом установлено, что пленки PbSе, осажденные селеносульфатом натрия содержат избыток свинца по сравнению с селеном (Pb/Se = 1.25-1.32), а стехиометрический состав обеспечивает использование селеномочевины (Pb/Se = 0.99-1.05).

AB - Анализ литературных данных показывает повышенный интерес к селениду свинца в тонкопленочном состоянии, используемом в различных областях: от микроэлектроники до преобразователей солнечной энергии. Существуют физические и химические методы получения пленок PbSе, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Однако исследователи отдают предпочтение химическому осаждению из водных сред, который исключает необходимость в сложном дорогостоящем оборудовании, нагреве до высоких температур и создании высоких давлений. Уральской школой тонкопленочного синтеза разработан и апробирован кинетико-термодинамический метод к прогнозированию химического осаждения халькогенидов металлов. Термодинамическая оценка, выполненная в предыдущей нашей публикации, указала лишь на принципиальную возможность образования селенида свинца при использовании селеномочевины СSe(NH2)2 и селеносульфата натрия Na2SeSO3. Для более полного понимания этого процесса необходим комплексный подход, учитывающий закономерности протекания осаждения твердой фазы PbSе во времени в зависимости от термодинамических факторов - температуры и концентрации реагентов. Поэтому в настоящей работе исследована кинетика химического осаждения селенида свинца селеномочевиной и селеносульфатом натрия из растворов, содержащих ацетат свинца, цитрат натрия, гидроксид и йодид аммония, в интервале температур от 303 до 353 K в условиях самопроизвольного зарождения твердой фазы. В результате проведенных исследований определены частные кинетические порядки реакции по халькогенизаторам, составившие 0.86 (СSe(NH2)2) и 0.78 (Na2SeSO3), а также энергия активации процесса образования селенида свинца, составившая соответственно 45.1 и 25.07 кДж/моль. Гидрохимическим осаждением селеномочевиной и селеносульфатом натрия получены пленки PbSе на подложках из ситалла и стекла толщиной 200-300 нм. Энергодисперсионным анализом и растровой электронной микроскопией показано влияние природы подложки, типа халькогенизатора на морфологию, гранулометрический и элементный состав слоев селенида свинца. Элементным анализом установлено, что пленки PbSе, осажденные селеносульфатом натрия содержат избыток свинца по сравнению с селеном (Pb/Se = 1.25-1.32), а стехиометрический состав обеспечивает использование селеномочевины (Pb/Se = 0.99-1.05).

UR - https://elibrary.ru/item.asp?id=43878196

U2 - 10.37952/ROI-jbc-01/20-62-6-44

DO - 10.37952/ROI-jbc-01/20-62-6-44

M3 - Статья

VL - 62

SP - 44

EP - 54

JO - Бутлеровские сообщения

JF - Бутлеровские сообщения

SN - 2074-0212

IS - 6

ER -