Электронный научный журнал
Современные проблемы науки и образования
ISSN 2070-7428
"Перечень" ВАК
ИФ РИНЦ = 0,813

НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ – ПЕРВИЧНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СЕНСОРОВ-ДАТЧИКОВ

Кировская И.А., Миронова Е.В.

Работа выполнена в плане поиска новых материалов, адсорбентов и катализаторов на основе многокомпонентных алмазоподобных полупроводниковых систем, представителем которых является система InSb-CdTe. Она образована бинарными соединениями типа АIIIBV и AIIBVI, уже нашедшими широкое применение в современной технике. Переход к более сложным системам таит в себе возможности открытия неожиданных свойств и соответственно практическую перспективность. Для более эффективного использования таких систем необходимы систематические исследования, включающие как получение и идентификацию, так и изучение физико-химических свойств реальной поверхности, играющей существенную роль во многих областях применения полупроводников [1].

В данной работе, представляющей собой начало цикла обозначенных исследований, анализируются результаты синтеза и идентификации твердых растворов (InSb)x(CdTe)1-x.

Порошки твердых растворов (InSb)x(CdTe)1-получали методом изотермической диффузии бинарных компонентов в вакуумированных запаянных кварцевых ампулах при температурах, превышающих температуру плавления InSb – легкоплавкого компонента [2]. Продукты синтеза представляли собой компактные поликристаллические слитки на дне ампулы, подвергавшиеся затем измельчению. Состав полученных твердых растворов определялся пределами взаимной растворимости бинарных компонентов (до 6 мол % InSb в CdTe и до 5 мол % CdTe в InSb).

 Для проведения дальнейших исследований твердые растворы и бинарные компоненты использовали в форме порошков и пленок. Пленки получали методом дискретного напыления в вакууме (Тконд.=298 К, Р=1,33×10-3 Па) на различные подложки (стекло, монокристаллы KBr, электродные площадки пьезо- кварцевых резонаторов) с последующим отжигом в парах сырьевого материала [1].

Рентгенографический анализ проводили на рентгеновском дифрактометре ДРОН-3 (CuK-излучение, λ = 1,54056 , Т = 295 К), термографический – на дериватографе Q-1500 системы E.Paylik, I.Paylik, L.Erday при режиме линейного нагрева со скоростью 5 К/мин.

Оптические исследования, проводимые с целью определения ширины запрещенной зоны (D Е), заключались в снятии спектров пропускания и отражения (на двухлучевом инфракрасном спектрофотометре ИКС-29) в области ИК-излучения (400-4200 см-1), отвечающей краю собственного поглощения полупроводников типа АIIIBV (с прямыми электронными переходами).

Измерение электропроводности совмещали с измерением адсорбции на пьезокварцевых весах, нанося пленочные образцы на электродные площадки пьезокварцевых резонаторов АТ-среза [3].

Результаты выполненных исследований позволяют говорить об образовании в системе InSb - CdTe заданных составов твердых растворов замещения: линии на рентгенограммах сдвинуты относительно линий бинарных компонентов при постоянном их числе. Зависимости значений параметра решетки (а), межплоскостного расстояния (dhkl), рентгеновской плотности (rr) от состава твердых растворов, полученных в области растворимостиInSb в CdTe, близки к линейным (небольшое отклонение от линейной зависимости наблюдается лишь для компонента состава (InSb)0,03(CdTe)0,97). Для твердых растворов, полученных в области растворимости CdTe в InSb, указанные зависимости имеют сравнительно сложный характер, нашедший объяснение в пользу образования твердых растворов с учетом литературных данных. Обращает также на себя внимание отсутствие на рентгенограммах дополнительных линий, отвечающих непрореагировавшим бинарным компонентам, а также размытости основных линий, что свидетельствует о полном завершении синтеза твердых растворов. По положению и распределению по интенсивности основных линий все компоненты системы (InSb, CdTe, (InSb)x(CdTe)1-x) имеют кубическую структуру сфалерита.

Эндотермические пики на кривых ДТА, обусловленные как плавлением, так и окислением образцов [2], смещаются в ряду InSb → (InSb)x(CdTe)1-→ CdTe преимущественно в сторону роста температуры.

Ширина запрещенной зоны (∆Е), найденная на основе результатов ИК-спектро скопических исследований, для InSb и твердых растворов (InSb)0,97 (CdTe)0,03, (InSb)0,95 (CdTe)0,05 составляет соответственно 0,205; 0,17; 0,23 эВ.

Удельная электропроводность плавно нарастает в последовательности CdTe→ (InSb)x(CdTe)1-по мере увеличения содержания InSb.

Таким образом, по разработанным методикам получены (в форме порошков и пленок) твердые растворы замещения сфалеритной структуры (InSb)x(CdTe)1-(х = 0,01-0,05 и 0,94-0,99). Они идентифицированы на основе рентгено- и термографических, ИК-спектроскопических и электрофизических исследований.

Установлены оптимальные составы твердых растворов, предложенных в качестве первичных преобразователей сенсоров-датчиков на микропримеси СО, NO2.

 

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1.       Кировская И.А. Поверхностные явления. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2001 –175 с.

2.       Кировская И.А. Поверхностные свойства алмазоподобных полупроводников. Твердые растворы. Томск: Изд-во ТГУ, 1984. -160 с.

3.       Кировская И.А. Адсорбционные процессы. Иркутск: Изд-во ИГУ, 1995. -300 с.


Библиографическая ссылка

Кировская И.А., Миронова Е.В. НОВЫЕ МАТЕРИАЛЫ – ПЕРВИЧНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ СЕНСОРОВ-ДАТЧИКОВ // Современные проблемы науки и образования. – 2006. – № 2.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=201 (дата обращения: 13.08.2020).

Предлагаем вашему вниманию журналы, издающиеся в издательстве «Академия Естествознания»
(Высокий импакт-фактор РИНЦ, тематика журналов охватывает все научные направления)

«Фундаментальные исследования» список ВАК ИФ РИНЦ = 1.074