- 69 -
olunan cərəyan sıxlığının qiymətləri həmçinin göstərir ki, Sb
2
Se
3
təbəqəsinin həm çökmə, həm də
qopması zamanı baş verən nukleasiya iki ölçülü inkişaf prosesini özündə cəmləyir.
İndiumla üzlənmiş və qalay oksidi ilə örtülmüş şüşə üzərinə Sb
2
Se
3
yarımkeçirici nazik
təbəqələrinin çökdürülməsi və təbəqələrin əhəmiyyətli inkişafının ilkin mərhələləri ilə əlaqəli olan
mexanizmlər xronoamperometriya üsulundan istifadə edilərək tədqiq edilmişdir
9
. Sintez həm
Sb
+3
ionunun,
həm də SeO
2
-nin daxil olduğu nitrat turşusu elektrolitində aparılmışdır.
İndium-qalay oksidi elektrodu üzərinə aşağı potensialla çökdürülən Sb-Se nazik
təbəqələrinin elektrod əlaqəsi heç bir halda müşahidə olunmamışdır. Belə ki, indium-qalayoksidi
elektroduna çökdürülən Sb
2
Se
3
təbəqələri diffuziya məhdudiyyətli inkişafla izlənilir və bu inkişaf
mexanizmi geniş gərginlik artıqlığı ilə baş verir. Tədqiqat nəticələrindən Sb
2
Se
3
nazik təbəqələrində
zərrəciklərin prizmaşəkilli fazasının 90-125 nm qalınlıq intervalında, Sb və Se atomlarının isə
uyğun olaraq 2:2,63 say nisbətində olduğu müəyyən edilmişdir.
Sb
2
Se
3
yarımkeçirici nazik təbəqələri elektrokimyəvi yolla qalay oksidi ilə üzlənmiş
paslanmayan polad elektrodu üzərində də sintez edilmişdir. Müxtəlif tərkibli və qatılıqlı
elektrolitlərin elektrokimyəvi çökdürülmə prosesinə təsiri polyarizasiya əyrilərinin köməyi ilə
müəyyən edilmişdir. Nəticələrdən məlum olmuşdur ki, SbCl
3
və SeO
2
0,05 M-lıq ekvimolyar
məhlul qarışığında 1:1 nisbətində yaxşı
keyfiyyətli təbəqələr çökür
4
.
Sb
2
Se
3
nazik təbəqələri SnO
2
ilə örtülmüş şüşə elektrod üzərinə turşu-su elektrolit
məhlulundan elektrokimyəvi yolla çökdürülmüş vəalınan nümunələr 300
0
C temperaturda arqon
atmosferində termiki emal edilmişdir
22
. Aparılan tədqiqat nəticələri əsasında müəyyən edilmişdir
ki, termiki emal edilmiş və soyudulmuş Sb
2
Se
3
nazik təbəqələrində ortorombik baza strukturu ilə
kristallığın artması baş verir. Eyni zamanda bu təbəqələr spektrin görünən sahələrində və 1,04 ±
0,001 eV optiki qadağan olunmuş zonalarda 10
5
sm
-1
-dən yüksək optiki adsorbsiya əmsalını
nümayiş etdirir. Fotoelektrokimyəvi tədqiqatlar termiki emal edilmiş təbəqələrin yaxşı fotoqalvanik
konversiyasını və “p” tip keçiriciliyə malik olduğunu təsdiq edir.
Müəlliflərin fikrincə
5
elektrokimyəvi yolla çökən Sb
2
Se
3
nazik təbəqələri fotoelektrokimyəvi
səmərəliliyə malikdir. Belə ki, yarımkeçiricilərin nazik təbəqələri adətən əlverişli günəş batareyalarının
hazırlanması üçün istifadə olunur. Sb
2
Se
3
nazik təbəqələrinin polikristallik nazik təbəqə formaları da
günəş batareyalarında adsorbent təbəqə kimi istifadə oluna bilər.
Elektrokimyəvi atom təbəqə epitaksiyası metodu daha yeni elektrokimyəvi metodlardan
olub 1991-ci ildə Grigori və Stickey tərəfindən irəli sürülmüşdür. Elektrokimyəvi atom təbəqə
epitaksiyası atom təbəqələrinin mürəkkəb formalarını otaq temperaturunda sintez etmək üçün
potensial çökməyə əsaslanan təbəqələrin alternativ hazırlanması metodudur
23
. Mürəkkəb
təbəqələrdə monotəbəqəlilik müxtəlif mərhələlərdə əldə edilir və çöküntünün qatılığı yalnız
dövrlərin sayından asılı olaraq dəyişir. Bu zaman hər bir mərhələ müstəqil şəkildə yaxşı nəzarət
olunan çökdürülmə nəticəsində optimallaşdırıla bilər.
Sadə və səmərəli elektrokimyəvi çökdürmə strategiyasına əsaslanaraq stibium zərrəcikləri
TiO
2
-ilə üzlənmiş elektrodlarda da uğurla sintez edilmişdir
6
. Bu çökmə prosesində p-nitrofenol
əla inhibitor təsiri göstərir. Tədqiqatlar göstərir ki, Sb
2
Se
3
təbəqələrinin birgə çökməsi 0,7 V
potensialda baş verir.
Stibium selenidin fotoelektrik xassələri və tətbiq sahələri
A
2
V
B
3
VI
tipli yarımkeçiricilər unikal xassələrinə və tətbiqi prespektivlərinə görə tədqiqatçıların
diqqət mərkəzindədir. A
2
V
B
3
VI
tipli yarımkeçiricilərə aid olan Sb
2
Se
3
birləşməsinin nazik təbəqələri
mikrodalğalı, kommutasiya və optiki-elektron qurğularında, həmçinin termoelektrik soyuducu
qurğularda uğurla tətbiq oluna bilər. Sb
2
Se
3
ortorombik kristal qəfəsinə malik təbəqəvari strukturlu
yarımkeçirici birləşmələrdəndir. Belə qəfəsdə hər bir Sb atomu və hər bir Se atomu əks işarəli üç atomla
rabitə əmələ gətirir. Atomlar arasında bu rabitə kovalentdir. Ayrı-ayrı təbəqələr arasında isə bir sıra
xalkogenid təbəqələrində olduğu kimi zəif Van-der-Vaals qüvvələri mövcuddur.
Sb
2
Se
3
əsasən gümüşü boz rəngli, 617
0
C-də açıq maksimumla əriyən maddədir. Bu birləşmə 10
-
6
Om
-1
sm
-1
xüsusi elektrik keçiriciliyinə və +1200 mkV/dər. tərtibində olan böyük termo e. h. q.
əmsalına malikdir. Onun qadağan olunmuş zolağının eni otaq temperaturunda 1,0-1,2 eV tərtibindədir.
- 70 -
Aydındır ki, Sb
2
Se
3
birləşməsi əsasən sintez və maye ərintinin soyuma rejimindən asılı
olaraq həmdə şüşəvarı formada alına bilər. Xalkogenid şüşələrdən olan Sb
2
Se
3
müxtəlif
termoelektrik və optik cihazlarda, həmçinin kommutasiya qurğularında və s. sahələrdə istifadəsinə
görə tədqiqatçıların diqqət mərkəzindədir.
Xalkogenid şüşələrin əksəriyyətinin dönən faza transformasiyalı əvəzolunmaz xüsusiyyəti
və şüşə yaratma qabiliyyəti selenli birləşmələrdə daha çox aşkar olunub. Selenin yüksək şüşə
yaratma qabiliyyətinə görə böyük həcmdə xalkogenid şüşələrinin və nazik təbəqə formalarının
araşdırılması üçün yaxşı toplu matris nümayiş etdirir
7
. Se-nin bir sıra səciyəvi xüsusiyyətləri, o
cümlədən bəzi çatışmazlıqları vardır. Bu çatışmazlıqları Se-ni Ge, As və Sb kimi elementlərlə
qarışdırmaqla dəf etmək mümkündür. Prizmaşəkilli kristal quruluşa malik lay strukturlu
yarımkeçirici olan Sb
2
Se
3
öz keçiricilik effektlərinə görə diqqəti cəlb edir. Bir sıra tədqiqatçı
qruplar nazik təbəqələr, nanosferalar, nanoqarmaqlar
11
və s. kimi müxtəlif formalarda stibium
selenidi sintez etməyə təşəbbüs göstərmiş və nəticədə Raman spektroskopiyasının vasitəsilə alınan
məhsullarda homopolyar (Se-Se) və heteropolyar (Sb-Se) əlaqələrin mövcudluğunu təsdiqləmişlər.
Ovşinski şüşəvarı xalkogenidlərdə keçiricilik xüsusiyyətini aşkar edib və bu elektrik
keçiriciliyini iki növə bölüb: birincisi giriş tipli, ikincisi isə yaddaş tipli elektrik keçirmə
17
. Giriş
tipli elektrik keçirmədə işlək vəziyyət yalnız cərəyanın müəyyən tutumlu gərginliyə doğru artması
ilə davam edir. Yaddaş tipli keçiricilkdə isə bu cərəyan implusu nümunəyə tətbiq olunana qədər
daimi olur. Saf elektronik, elektrotermal və termal mexanizmlərin daxil olduğu xalkogenid
şüşələrdə elektrik keçiriciliyini izah etmək üçün müxtəlif mexanizmlər təklif olunub. Aparılan
tədqiqatlar nəticəsində Sb
2
Se
3
-də yaddaş keçiriciliyinin olduğu müəyyən edilmişdir.
Sb
2
Se
3
yarımkeçirici birləşməsinin monokristallarının alınması da mümkündür. Bunun üçün
zonalı yenidən kristallaşma üsulundan istifadə edilir. Əridilmə prosesi 15 dəfə təkrarlanır. Sb
2
Se
3
monokrtistalları təbəqəvari struktura malik olduğundan təbəqələr istiqamətində xüsusi elektrik
keçiriciliyi 5•10
-7
Om
-1
sm
-1
-dir. Termiki qadağan olunmuş zolağın eni 1,2 eV, optiki qadağan
olunmuş zolağın eni isə 1,15 eV-dur. Elektron və deşik tipli keçiricilik yaradan Sb
2
Se
3
birləşməsinin elektrofiziki xassələrinin tədqiqi nəticələri əsasında müəyyən edilmişdir ki,
birləşmədə donor və akseptorların aktivləşmə enerjisinin qiymətləri uyğun olaraq 0,03 və 0,04 eV-
dur. Otaq temperaturunda elektronların yürüklüyü
100sm
2
/V•san.-dir. Yarımkeçiricilərdə
temperaturdan asılı olaraq elektrik keçirmənin artması
~T≤ 600 K temperatur intervalında nisbətən
az, temperaturun yenidən artması ilə isə çox dəyişir.
~ ƒ(T) asılılıq qrafikini iki hissəyə bölmək
olar:
~T ≤ 600 K aşqar keçiricilik sahəsi,
~T ≥ 600 K məxsusi keçiricilik sahəsi. Məxsusi
keçiricilik Sb
2
Se
3
birləşməsində
~660 K temperaturda başlayır. Termo e. h. q. və Holl əmsalının
işarəsinə əsasən müəyyən edilmişdir ki, Sb
2
Se
3
və həmçinin bunun əsasında alınmış bərk məhlular
əsasən “n” tip keçiriciliyə malik olurlar. Sb
2
Se
3
əsasında alınmış nazik təbəqələr enerji
çeviricilərinin hazırlanmasında termoelementin mənfi qolu
kimi istifadə edilə bilər
8
.
Sb
2
Se
3
-ün qaranlıqda elektrik müqaviməti atomların nizamlı düzülüş istiqamətində 10
Om•sm, müstəvilərə perpendikulyar istiqamətdə isə 10
9
-10
13
Om•sm-dir.
Stibium-selenidin amorf, kristal, yaxud polikristal nazik təbəqələri əvəzolunmaz keçiricilik,
fotoqalvanik,
termoelektrik, optiki və elektrik xüsusiyyətinə görə alternativ materiallardır.
Fotoelektrokimyəvi günəş batareyalarında səmərəliliyin və stabilliyin inkişaf etdirilməsi
üçün stibium-selenid günəş enerjisinin fotoqalvanik konversiyası vasitələrində potensial adsorbent
material kimi böyük əhəmiyyətə malikdir. Bu halda qadağan olunmuş zolağın eni 1,10-1,60 eV
arasında dəyişir. Bu interval birbaşa qadağan olunmuş zolaq yarımkeçiricisi kimi Sb
2
Se
3
nazik
təbəqələrinə günəş panellərində, optiki və termoelektrik soyuducu vasitələrdə nazik təbəqəni yaxşı
potensialla təmin edən fotoqalvanik və termoelektrik xüsusiyyətlər verir
21
. Faktiki olaraq Sb
2
Se
3
nazik təbəqəsinin mənimsədiyi qadağan olunmuş zolağın eni adətən günəş batareyalarında istifadə
zamanı, görünə bilən və yaxın infraqırmızı sahələrdə aşağı enerjili işığı udur. Bəzi tədqiqatçıların
verdiyi məlumatlara əsaslanaraq qeyd etmək lazımdır ki, V
2
VI
3
tərkibli kristalların və bu qəbildən
olan Sb
2
Se
3
kristallik nazik təbəqələrinin qadağan olunmuş zolaq enerjisi 1,88 eV-a qədər artır.
XX əsr yarımkeçiricilər texnikasında böyük işlər görən amerikalı alim Szenin işlərində
göstərilir ki,
P
t
-Sb
2
Se
3
və
n-Sb
2
Se
3
IP-Ge
17
quruluşlu Şotki maneəli günəş batareyalarında