Способ получения пленок сульфида кадмия

(51) 30 29/50 (2006.01) 30 29/00 (2006.01) 30 25/02 (2006.01) КОМИТЕТ ПО ПРАВАМ ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ МИНИСТЕРСТВА ЮСТИЦИИ РЕСПУБЛИКИ КАЗАХСТАН(57) Изобретение относится к области неорганической химии, а именно к химической технологии полупроводниковых материалов, в частности, к получению пленок сульфида кадмия,которые могут быть использованы в изготовлении фотоэлектрических тонкопленочных преобразователей энергии. Технический результат - снижение температуры подложки при пиролизе аэрозоля с получением пленки сульфида кадмия. Предлагаемый способ позволяет снизить температуру подложки при пиролизе аэрозоля с получением пленки сульфида кадмия. Способ заключается в том, что синтезируют унитиолатный комплекс кадмия в водном растворе и распыляют полученный результат на подложку,нагретую до 240-250 С.(72) Мажибаев Асылжан Кенжекереевич Надиров Рашид Казимович Сабиралиева Жанат Ыбрайызы Тулембаева Дана Дюсембековна(73) Республиканское государственное предприятие на праве хозяйственного ведения Казахский национальный университет им. аль-Фараби Министерства образования и науки Республики Казахстан,полученных из координационных соединений кадмия с тиомочевиной // Неорган. Матер. - 2001, Т. 37, 6,с.647-652.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЛЕНОК СУЛЬФИДА КАДМИЯ Заявляемое изобретение относится к области неорганической химии, а именно к химической технологии полупроводниковых материалов, в частности, к получению пленок сульфида кадмия,которые могут быть использованы в изготовлении фотоэлектрических тонкопленочных преобразователей энергии. Известен способ получения пленок сульфида кадмия (Файнер Н.И. и др. Способ получения пленок сульфида кадмия, Патент РФ 2055948,МПК С 30 В 25/00, С 30 В 29/00, опубл. 10.03.1996) путем переноса летучего соединения на основе бис(офенантролин)бис(диэтилдитиокарбамато)кадмия из зоны его источника в зону осаждения потоком газаносителя и термического разложения пара этого соединения на нагретой подложке. Процесс проводят при температуре источника 200-250 С и температуре подложки 450-600 С. Недостатком способа с использованием бис(офенантролин)бис(диэтил-дитиокарбамато)кадмия являются плохая воспроизводимость параметров процесса синтеза тонких пленок , высокий расход комплексного соединения, вызванные недостаточной термической устойчивостью твердого бис(диэтилдитиокарбамато)кадмия и дороговизны исходного соединения лиганда. Известен способ получения тонких пленок сульфида кадмия методом пиролиза аэрозоля (//. . 130-134 (2012). .10111015.) Недостатком данного способа является высокая(350 С) температура подложки, на которую распыляется аэрозоль прекурсора. Известен способ получения полупроводникового нестехиометрического сульфида меди С 1.96( .,.,. ,3(4-(3,3-)-),// Коорд. хим. 2006. - Т. 32, 9. с.697-704.). Недостатками такого способа являются сложность синтеза исходного комплекса,дороговизна соединения - лиганда, трудности,связанные с непрерывным удалением газообразных продуктов из зоны реакции. Наиболее близким к предлагаемому является способ (прототип) получения полупроводникового сульфида кадмия из тиомочевинных координационных соединений (Наумов А.В.,Семенов В.Н., Гончаров Е.Г. Свойства пленок ,полученных из координационных соединений кадмия с тиомочевиной // Неорг. матер. - 2001. - Т. 37, 6. с.647-652.). Способ предполагает синтез исходного комплексного соединения кадмия с тиомочевинной, а затем пиролиз его аэрозоля на предварительно нагретую подложку, в результате которого образуются тонкие слои сульфида кадмия. Недостатком этого способа является высокая температура синтеза (около 350 С). Задача изобретения - разработать способ получения пленок сульфида кадмия пиролизом аэрозоля с более низкой температурой подложки по сравнению с прототипом. Технический результат - снижение температуры подложки по сравнению с прототипом при пиролизе аэрозоля с получением пленки сульфида кадмия. Технический результат достигается предлагаемым способом получения пленок сульфида кадмия, включающим синтез исходного комплексного соединения кадмия с серосодержащим лигандом в водном растворе,пиролиз его аэрозоля на нагретой подложке, но, в отличие от известного, в качестве лиганда используется 2,3-димеркаптопропансульфонат натрия (унитиол), а температура подложки находится в пределах 240-250 С. Методами термогравиметрии,ИК спектроскопии,рентгенофазового анализа обнаружено, что процесс термического разложения унитиолатного комплекса кадмия включает в себя три стадии 1) дегидратация 2) деструкция координированных молекул унитиола с образованием сульфида металла 3) дальнейшие термические превращения сульфида кадмия. Имеет место следующая общая схема разложения термолиза унитиолатного комплекса кадмия, полученного на основе ацетата кадмия 222(2)2368222(2)22 Н 2 Образование сульфида кадмия начинается при 230 С. Однако при проведении процесса синтеза при этой температуре в составе пленки, кроме сульфида кадмия, обнаружены промежуточные продукты термического разложения унитиолатного комплекса. При 240-250 С образуется пленка с содержаниемоколо 70. При дальнейшем повышении температуры вследствие присутствия окислительной среды(кислород воздуха) происходит окисление сульфида кадмия до оксида и сульфата. Следовательно, в таких условиях содержание сульфида кадмия в пленках резко снижается. Пример 1 (по прототипу). Смешиванием 100 мл. 36,6-го раствора 2 и 15,2 г. 24 получают раствор тиомочевинного комплекса кадмия. Распыляют 100 мл полученного раствора при помощи пульверизатора со скоростью 15 мл/мин с расстояния 40 см на нагретую до 350 С кварцевую подложку. Определенное методом количественного ИК-спектроскопического анализа содержание сульфида кадмия в пленке, полученной на подложке, составляет 72. Пример 2. Эксперимент проводят в условиях,приведенных в примере 1, однако температура подложки составляет 250 С. Содержание сульфида кадмия в пленке, полученной на подложке,составляет 60, то есть при снижении температуры подложки содержание сульфида кадмия в пленке снижается. Пример 3. (заявляемый способ). Растворением 4,2 г. С 3 Н 73 О 3 а 0,5 Н 2 О и 2,02 г. (3)2 в 50 мл дистиллированной воды получают раствор унитиолатного комплекса кадмия. Далее эксперимент проводят как в примере 2. Содержание сульфида кадмия в пленке, полученной на подложке, составляет 72,5. Пример 4. Эксперимент проводят в условиях,приведенных в примере 3, однако температура подложки составляет 230 С. Содержание сульфида кадмия в пленке, полученной на подложке,составляет 70. Пример 5. Эксперимент проводят в условиях,приведенных в примере 3, однако температура подложки составляет 350 С. Содержание сульфида подложке, ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ Способ получения пленок сульфида кадмия,включающий синтез исходного комплексного соединения кадмия с серосодержащим лигандом в водном растворе, пиролиз его аэрозоля на нагретой подложке,отличающийся тем,что в качестве лиганда используют 2,3 димеркаптопропансульфонат натрия (унитиол), а температура подложки находится в пределах 240250 С.