136
NAXÇIVAN DÖVLƏT UNİVERSİTETİ. ELMİ ƏSƏRLƏR1, 2017, № 3 (84)
NAKHCHIVAN STATE UNIVERSITY. SCIENTIFIC WORKS, 2017, № 3 (84)
НАХЧЫВАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ. НАУЧНЫЕ ТРУДЫ, 2017, № 3 (84)
MƏMMƏD HÜSEYNƏLİYEV
AMEA Naxçıvan Bölməsi
mamedhuss@mail.ru
MÜBARİZ NURİYEV
Naxçıvan Dövlət Universiteti
UOT: 537. 533. 3
KİMYƏVİ ÇÖKDÜRMƏ VƏ SİLAR ÜSULLARI İLƏ ALINMIŞ PbS NAZİK
TƏBƏQƏLƏRİNİN OPTİK XASSƏLƏRİ
Açar sözlər: kimyəvi çökdürmə, SİLAR, infraqırmızı spektr, funksional qrup, PbS, nazik
təbəqə, optik udma spektri, Tauç düsturu, qadağan olunmuş zona.
Keywords: chemical deposition, SILAR, infrared spectrum, functional groups, PbS, thin film,
optical absorption spectrum, Tautz equations, band gap
Ключевые слова: химическое осаждение, SILAR, инфракрасный спектр, функциональных
групп, PbS, тонкая пленка, спектр оптического поглощения, уравнениe Тауца, запрещенная зона.
Qurğuşun sulfid (PbS) birləşməsi və nazik təbəqəsi infraqırmızı detektor materialı kimi [1,2],
nanotexnologiyada tətbiq imkanlarına görə [3], fototermik çeviricilərdə selektiv örtük materialı
kimi [4] və günəş elementlərində [5] istifadəsinə görə son vaxtlar intensiv şəkildə öyrənilməyə
başlanmışdır. Bundan başqa PbS-in nazik təbəqəsi alınarkən onun CdS-lə birlikdə çökdürülməsi
şəraitində tərkibdə PbS-in faizindən asılı olaraq tamamilə yeni xassələrə malik yarımkeçirici
materiallar almaq mümkündür [6,7].
Ümumiyyətlə PbX (X=S,Se,Te) xalkogenidlərinin xassələri bütün digər yarımkeçiricilər kimi
kristallik haldan nanostruktur halına keçərkən xeyli dəyişir və nazik təbəqələr şəklində onlar infraqır-
mızı fotoqəbuledicilərin və detektorların spektral diapozonlarının genişləndirilməsində, gecə görmə
cihazlarında, günəş batareyalarında və optik çeviricilərdə istifadə oluna bilərlər. Bu xalkogenidlərin
gadağan olunmuş zonaları yüksək dərəcədə kristallit ölçülərdən asılı olduqlarından günəş element-
lərində uducu kimi istifadə üçün çox əlverişli material hesab olunurlar. Aktiv təbəqə olaraq PbS [8,9],
PbSe [10], PbS
x
Se
1-x
[11] nanokristallarından ibarət olan əlverişli günəş elementlərinin hazırlanması
haqqında məlumat vardır. Hətta PbX nanostrukturlarının öz aralarında keçidə əsaslanan günəş
elementləri hazırlanmışdır [12,13]. PbX birləşmələrinin belə geniş tədqiq olunmalarının bir səbəbi də
budur ki, bütün digər yarımkeçirici birləşmələrdən fərqli olaraq onların qadağan olunmuş zonalarının
temperatur əmsalları müsbətdir (məsələn PbS üçün
=4
10
-4
evK) [14].
Təcrübi hissə
PbS nazik təbəqəsinin kimyəvi çökdürmə yolu ilə alınması üçün istifadə olunan məhlul aşağı-
dakı qaydada hazırlanmış məhlulların hər birindən eyni qədər (həcm ölçüsü ilə) götürülməklə
hazırlanır: qurğuşun asetat Pb(CH
3
COO)
2
-0,07 M; natrium hidroksid (NaOH)-0,3 M; trietanolamin
N(CH
2
CH
2
OH)
3
-0,06 M; tiomoçevina (NH
2
)
2
CS-0,17 M. Kimyəvi çökdürmə prosesi 60 ml-lik
laboratoriya stəkanının içərisində 40
0
C-aparılmışdır. Məhlulun içərisinə əvvəlcədən şaquli vəziy-
yətdə şüşə altlıq yerləşdirilir və bütün proses müddətində məhlul maqnit qarışdırıcı ilə daima
qarışdırılır. 20 dəqiqədən sonra şüşə altlıq məhluldan çıxarılır və distillə suyunda yuyularaq
qurudulur.
SİLAR (Successive Ionic Layer Adsorbtion and Reaction) üsulu ilə PbS nazik təbəqəsini al-
maq üçün kation məhlulu olaraq 0,5M qurğuşun asetatla 0,1M trietanolamin kompleksindən, anion
məhlulu olaraq isə 0,2M tioasetamid məhlulundan istifadə edilmişdir. Optimal adsorbsiya və
reaksiya müddətləri kation məhlul üçün 60 saniyə, anion məhlul üçün isə 30 saniyə olaraq müəyyən
edilmişdir. Şüşə altlıq əvvəlcə kation məhlula salınır, 60 saniyədən sonra çıxarılır və distillə suyuna
salınır ki, adsorbsiya olunmamış ionlar yuyulsun. Sonra şüşə altlıq anion məhluluna salınır 30
saniyədən sonra çıxarılır və təkrar distillə suyunda yuyulur. Bu sikl 50 dəfəyədək təkrar olunmuşdur.
137
Hər iki prosesdən sonra şüşə üzərində yaxşı adgeziyaya malik, bircins, tünd qəhvəyi rəngli
PbS nazik təbəqəsi alınmışdır.
Nəticələr və onların müzakirəsi
Kimyəvi çökdürmə üsulu ilə və SİLAR üsulu ilə alınmış PbS nazik təbəqələrinin rentgen
difraktometrik analizləri aparılmışdır. Hər iki halda difraksiya piklərinin yeri və intensivlikləri PbS
birləşməsinin rentgen standartları ilə tamamilə üst üstə düşmüşdür.
Şüşə altlıq üzərində alınmış PbS nazik təbəqələrinin optik xassələrini öyrənmək üçün
“Nikolet İS-10” infraqırmızı spektrofotometrindən istifadə edilmişdir. Lakin infraqırmızı oblastda
şüşə altlığın fonundan PbS nazik təbəqəsinin spektrini ayırd etmək mümkün olmadığından kimyəvi
çökdürmə üsulu ilə və SİLAR üsulu ilə aldığımız PbS nazik təbəqələrini şüşə üzərindən mexaniki
yolla ayırmaqla alınmış PbS narın tozunun (dolayısı ilə PbS nazik təbəqəsinin) optik xassələri
öyrənilmişdir.
Şəkil 1-də kimyəvi çökdürmə üsulu ilə və SİLAR üsulu ilə aldığımız PbS nazik
təbəqələrinin infraqırmızı spektr oblastında mövcud olan funksional qrupların piklərinin fonunda
optik udma spektrləri göstərilmişdir.
Şəkil 1. Kimyəvi çökdürmə üsulu ilə (1) və SİLAR üsulu ilə (2) alınmış PbS nazik təbəqələrinin
infraqırmızı spektr oblastında mövcud olan funksional qrupların piklərinin fonunda optik udma
spektrləri
Məlum olduğu kimi infraqırmızı spektr oblastında bir sıra funksional qruplar udma spektrində
müəyyən piklərin ortaya çıxmasına səbəb olur. Şəkildən göründüyü kimi hər iki asılılıqda demək
olar ki, eyni funksional qruplar müşahidə olunur. Böyük enerjilər oblastında aşkar şəkildə müşahidə
olunan 3439 sm
-1
-ə uyğun pik PbS nazik təbəqəsi tərəfindən udulan suyun O-H qrupuna uyğundur
və suyun səth tərəfindən udulması faktı həm də bu qrupun 1629 sm
-1
-ə uyğun pikin olması ilə təsdiq
olunmuşdur. 1400 sm
-1
ətrafında müşahidə edilən zəif pik prosesdə istifadə edilən metanolun CH
3
rəqsləri hesabına ortaya çıxır. Bu fikir həm də 2922 sm
-1
və 2852 sm
-1
qiymətlərdə metanolun CH
3
rəqslərinə aid piklərin olması ilə təsdiq olunmuşdur. Metanol qrupunun C-O rəqsləri intensiv 1050
sm
-1
pikini verir.
Bu piklərin fonundan yalnız PbS birləşmələrinə aid olan udulma ayird edildikdən sonra PbS
nazik təbəqələri üçün
asılılıqları qurulmuşdur (şəkil 2).
Dostları ilə paylaş: |