Способ получения пленки Cu2Se

(51) 01 31/06 (2006.01) 01 31/18 (2006.01) 25 9/04 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ИННОВАЦИОННОМУ ПАТЕНТУ селенида меди путем химического осаждения из водного раствора, содержащего катионы меди,плавиковую и селенистую кислоты,с использованием двух сопряженных гальванических реакций, на кремниевые подложки не позволяет получать пленки 2 со строго заданным фазовым и стехиометрическим составом. Благодаря тому, что в предложенном способе осаждение пленки проводят путем внутреннего электролиза (цементации), в качестве подложки используют медную пластинку, в качестве раствора 0,3 23, содержащий водный раствор соли 23 - 3,510-3 М, осаждение ведут при комнатной температуре в течение 15 минут, а прокаливание пленки проводят на воздухе при 140 С в течение 1 часа, удается получать пленки строго заданного фазового и стехиометрического состава - 2.(72) Стацюк Вадим Николаевич Фогель Лидия Алексеевна Григорьева Валентина Петровна(73) Дочернее государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Институт органического катализа и электрохимии им. Д.В. Сокольского Республиканского государственного предприятия на праве хозяйственного ведения Центр наук о Земле, металлургии и обогащения Комитета науки Министерства образования и науки Республики Казахстан(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНКИ 2(57) Изобретение относится к способам приготовления пленки селенида одновалентной меди 2. Известный способ получения пленки 21145 Изобретение относится к способам приготовления пленки селенида одновалентной меди - 2. Селенид меди обычно существует как соединение одновалентной меди (2 или 2-) или двухвалентной меди ( или С 3 е 2) Селенид одновалентной меди является типичным полупроводником р-типа с шириной запрещенной зоны 1.1 - 1.29 эВ и применяется при изготовлении солнечных батарей, в качестве суперионного проводника и в качестве исходного материала для получения тонких пленок диселенида индия меди. Селенид двухвалентной меди такими свойствами не обладает, он обычно присутствует в селениде меди в качестве примесной фазы. Существуют различные методы получения пленок селенида меди метод молекулярной эпитаксии, метод вакуумного напыления, метод термического напыления, метод селенизации медных пленок парами селена и т.д. Недостатки физических методов синтеза получения этого соединения заключаются в трудомкости процесса, состоящего из большого количества операций. Известен способ приготовления пленки соединения 2 методом вакуумного испарения порошка 2 (99,99 чистоты) при давлении 110-5 атм.Н.,Т., 1980, .71, . 53-59. Осаждение пленки 2 проводили на стеклянную подложку при температуре 1050-1100 С. Полученные пленки имели толщину от 300 до 2000 А и коричневую окраску, свидетельствующую о наличии соединения селенида одновалентной меди. Недостатками известного способа являются многостадийность процесса,необходимость создания высокой температуры и глубокого вакуума, наличие дорогостоящего специального оборудования. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому техническому результату является способ получения пленки соединения 2 путем химического осаждения из водных растворов на кремниевые подложки Ян Ю.Ж., Хе Л.Ю. Электрохимия, 2005, Т.41,11, с. 1391-1394. Осаждение пленки селенида меди проводили в растворе, содержащем катионы меди, плавиковую и селенистую кислоты, с использованием двух сопряженных гальванических реакций, а именно гальванического осаждения меди на кремнии и последующей гальванической реакции между осажденной медью и селенистой кислотой. Через 1 час после начала процесса поверхность кремния покрывалась голубовато-зеленой пленкой соединения селенида двухвалентной меди. Этот способ не требует ни высокого вакуума, ни нагревания, ни расхода электричества. Недостатками известного способа является низкое качество получаемой пленки из-за того, что образуемое соединение является селенидом двухвалентной меди, а также использование двух сопряженных гальванических реакций. Технической задачей настоящего изобретения является повышение качества полупроводниковых пленок за счет образования соединения селенида 2 одновалентной меди определенного и строго постоянного стехиометрического и фазового состава 2, упрощения способа, заключающегося в отсутствии необходимости проведения двух сопряженных гальванических реакций. Поставленная техническая задача достигается предлагаемым способом получения пленок 2 путем реакции внутреннего электролиза(цементации) на поверхности подложки в присутствии фонового электролита, содержащего ионы селена , последующего прокаливания пленки, отличительной особенностью которого является то, что в качестве катода используют пластинку из меди, в качестве электролита водный раствор - 0,3 23, содержащий 23 3,510-3 М осаждение ведут при комнатной температуре в течение 15 минут, а прокаливание пленки проводят на воздухе при 140 С в течение 1 часа. Преимуществом предлагаемого способа является использование в качестве электролита 0,3 М водного раствора 23, содержащего (М) 23 3,510-3. Использование этого электролита позволяет повысить качество пленок за счет получения плотных, с хорошей адгезией пленок селенида одновалентной меди 2 стехиометрического состава. Использование предлагаемого способа позволяет значительно упростить процесс получения полупроводниковых пленок селенида одновалентной меди 2 за счет протекания одной реакции внутреннего электролиза, уменьшения составляющих компонентов электролита. Предлагаемая технология не требует ни высокого вакуума, ни нагревания, ни расхода электричества. Источником восстанавливающих электронов служит сама подложка. При комнатной температуре получаются сплошные пленки с хорошо выраженной кристаллической структурой. Нижеследующий пример иллюстрирует предлагаемое изобретение. Пример 1. Осаждение пленки 2 проводят на поверхности медного образца размером 200 мм 2 Предварительно медный образец очищают с помощью абразивной бумагии отполировывают порошком А 2 О 3, затем промывают этиловым спиртом и дистиллированной водой. В стеклянный стакан мкостью 100 мл наливают 40 мл 0,3 М раствора 23, добавляют 1,4 мл 0,2 М водного раствора 23. Медный образец помещают в раствор. Осаждение пленки проводят при комнатной температуре в течение 15 минут. На поверхности медного образца наблюдается плотная красно-коричневая пленка, прочно связанная с подложкой. Затем проводят отжиг полученной пленки на воздухе при температуре 140 С в течение 10 минут. Рентгенофазовый анализ полученной пленки выполняют на дифрактометре ДРОН - 4 (Со излучение). Полученные спектры свидетельствуют об отсутствии посторонних примесей и содержат только рефлексы 2. 21145 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ приготовления пленки соединения 2 путем внутреннего электролиза (цементации) на поверхности медного образца в присутствии фонового электролита, содержащего ионы селена и последующего прокаливания пленки, отличающийся тем, что в качестве подложки используют медь, в качестве электролита 0,3 М раствор 23, содержащий водный раствор соли 23 - 3,510-3 М, осаждение ведут при комнатной температуре в течение 15 минут, а прокаливание пленки проводят на воздухе при 140 С в течение 1 часа.