- 73 -
NAXÇIVAN DÖVLƏT UNİVERSİTETİ.
ELMİ ƏSƏRLƏR, 2017, № 7 (88)
NAKHCHIVAN STATE UNIVERSITY.
SCIENTIFIC WORKS, 2017, № 7 (88)
НАХЧЫВАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ.
НАУЧНЫЕ ТРУДЫ, 2017, № 7 (88)
QORXMAZ HÜSEYNOV
AMEA Naxçıvan Bölməsi
E-mail: qorxmazhuseynli@rambler.ru
UOT: 544.01:546.05
MİS(I) TİOİNDATLARIN ALINMASI VƏ TERMODİNAMİK
XASSƏLƏRİNİN TƏDQİQİ
Açar sözlər: tioindat, sulu məhlul, çöküntü, nanohissəcik, mikroşəkil, termodinamik
parametrlər
Keywords: tioindate, agues solution, sediment, nanoparticle, microphoto, thermodynamic
parameters
Ключевые
слова:
тиоиндат,
водный
раствор,
осадок,
наночастица,
микрофотографии, термодинамические параметры
Misin tioindatları yarımkeçirici materiallar olub, yüksək fotohəssaslığa malikdirlər. Ona
görə də bu birləşmələr fotorezistorlarda, fotoelementlərdə və elektron-süa qurğularında
yarımkeçirici materiallar kimi geniş istifadə edilir
2-11
.
Cu–İn–S sistemində daha geniş öyrənilən CuİnS
2
birləşməsidir. Bu birləşmə elementar
komponentlərin vakuumlaşdırılmış kvars ampullarda birgə əridilməsi yolu ilə sintez edilmişdir.
İstiqamətləndirilmiş kristallaşdırma (yod qazdaşıyıcısı vasitəsilə) metodu ilə CuİnS
2
birləşməsinin
monokristalları alınmış və kristalların böyümə morfologiyası
öyrənilmişdir
6
.
Metal-üzvi birləşmələr
CuCl(NCCH
3
)
n
və
İnCl(NCCH
3
)
n
əsasında qaz fazadan CuİnS
2
birləşməsi sintez edilmişdir
11
. Tiokarbamid komplekslərinin aerozol məhlulları əsasında CuİnS
2
birləşməsinin nazik təbəqləri də alınmışdır
7
.
CuİnS
2
birləşməsi tetraqonal (halkopirit tipdə) sinqoniyada kristallaşır: F. qr.:
d
I 2
4
;
a=0,552279 nm və
c=1,13295 nm; Z=4; d=4,79 q/sm
3
. Müəyyən edilmişdir ki, 5 QPa təzyiqdə
400
0
C-də halkopirit quruluş yalançı sink quruluşa çevrilir:
a=0,551 nm. Bu zaman onun sıxlığı
dəyişmir
6, 8
.
CuİnS
2
birləşməsi p-tip keçiriciliyə malikdir. Onun xüsusi elektrik keçiriciliyi 50 Om
.
m,
deşiklərin yürüklülüyü 0,001 m
2
/V
.
san -dir. Mis artıqlığında 30 saat termiki emal etdikdə n-tip
keçiricilik yaranır. Kükürd yüksək təziqində 30 saat termiki emal apardıqda yenidən p-tip keçiricilik
yaranır. Bu birləşmənin monokristallarını Cd və Zn ilə legirlədikdə elektromüqavimət kəskin azalır
və yürüklülük isə artır. 700
0
C-də nümunələrin aktivləşmə enerjisi
E
a
=0,004 eV, 800
0
C-də isə
E
a
=0 olur. CuİnS
2
birləşməsi termo- və fotoelektrik xassələrə malikdir. Onun qadağan olunmuş
zolağının eni 1,55
eV-dur
4, 6, 8
.
Cu
2
S–İn
2
S
3
sistemində CuİnS
2
və Cuİn
5
S
8
birləşmələri mövcuddur. CuİnS
2
birləşməsinin üç
modifikasiyası var:
1
halkopirit quruluşda kristallaşır, onun
1
2
faza keçidi 980
0
C, keçid istiliyi
isə 16 kC/mol-dur.
2
fazası yalançı sink quruluşda kristallaşır, onun
2
3
faza keçid temperaturu
1045
0
C, keçid istiliyi isə 8 kC/mol-dur.
3
fazasının quruluşu məlum deyil, onun ərimə temperaturu
1090
0
C, ərimə istiliyi isə 40 kC/mol-dur. CuİnS
2
birləşməsinin əmələgəlmə entalpiyası
H
ə.g.
=-
221,7
13 kC/mol-dur
1, 2
.
Cuİn
5
S
8
birləşməsi şpinel quruluşda kristallaşır: F. qr.:
m
F 43 ;
a=1,0698 nm. Sıxlığı
d=4,8
q/sm
3
-dir. 1085
0
C-də əriyir, ərimə istiliyi 140 kC/mol-dur. Mikrobərkliyi 2750
50 MPa, qadağan
olunmuş zonasının eni 1,34 eV-dur
1, 6
.
- 74 -
Cu
2
S–İn
2
S
3
sistemində iki evtektika mövcuddur: 990
0
C-də 15 mol% İn
2
S
3
və 1065
0
C-də 80
mol% İn
2
S
3
koordinatlarda
6, 7
.
Cu
2
S–İn
2
S
3
sistemində 1100
0
C-də (10
-2
Pa təzyiqdə) elementar komponentlər əsasında
Cuİn
3
S
5
tərkibli birləşmə də sintez edilmişdir. Bu birləşmə heksaqonal sinqoniyada kristallaşır:
a=1,563 nm və
c=1,895 nm; Z=21. Sıxlığı
d=4,98 q/sm
3
, mikrobərkliyi 1819 MPa-dır. Cuİn
3
S
5
birləşməsi yarımkeçirici xassəyə malik olub, qadağan olunmuş zonasının eni 1,2 eV-dur
2, 6, 8
.
Cu
2
S–İn
2
S
3
sistemində Cu
3
İn
5
S
9
tərkibli, yarımkeçirici xassəyə malik daha bir birləşmə
alınmışdır. Bu birləşmə heksaqonal sinqoniyada kristallaşır. İQ spektrdə 80-400 sm
-1
sahələrdə
piklər müşahidə edilir. Bu piklər Cu
3
İn
5
S
9
birləşməsindəki İn və S atomlarının rəqsi hərəkətinə
uyğundur
8, 10
.
Cu
2
S–İn
2
S
3
sistemindəki CuİnS birləşməsi tetraqonal sinqoniyada kristallaşır: a=0,551 nm
və c=1,107 nm. Mikrobərkliyi 2227-2472 MPa aralığında
dəyişir
4, 10, 11
.
Mürəkkəb sulfirlərin sulu məhluldan hirotermal və hidrokimyəvi metodla alınması və
onların xassələrinin öyrənilməsi ən aktual məsələlərdən biridir. Atətən, sulu məhluldan alınan
maddələr nanoölçülü hissəciklər formasında olur. Məlumdur ki, nanohissəciklərin bir çox fiziki-
kimyəvi xassələri sıx materialların xassələrindən fərqlənir
1
.
İşdə məqsəd CuCl, İnCl
3
və Na
2
S
birləşmələrinin sulu məhlullarından istifadə etməklə
CuİnS
2
və Cuİn
5
S
8
birləşmələrinin alınması şəraitini müəyyən etmək, mikromorfologiyasını
öyrənmək və bu birləşmələrin termodinamik xassələrini tədqiq etmək olmuşdur.
Məqalədə rentgenfaza (RFA), differensial-termiki (DTA), skanedici elektron mikroskopik
(SEM) analiz metodları vasitəsilə CuİnS
2
və Cuİn
5
S
8
birləşmələrinin sulu məhluldan alınması və
EHQ üsulu ilə termodinamik analizinin nəticələri verilmişdir.
Təcrübi hissə və nəticələrin müzakirəsi
CuİnS
2
və Cuİn
5
S
8
birləşmələrini almaq üçün ilkin komponent olaraq CuCl, İnCl
3
və Na
2
S
birləşmələrindən istifadə edilmişdir. Tərkibində 9,232 mq/ml İn olan İnCl
3
məhlulundan 10 ml
həcmində iki nümunə götürülmüş, üzərinə 79,9 mq və 16,0 mq CuCl əlavə edilərək həll edilmişdir.
İnCl
3
məhlulunda mühit turş (pH=2) olduğu üçün CuCl yaxşı həll olur. Tam homogen məhlul
alındıqdan sonra hər iki nümunənin üzərinə pH=5 olana kimi 0,1 M Na
2
S məhlulu əlavə edilmişdir.
80
0
C-də və 30 dəq. müddətində maqnitli qarışdırıcıda qarışdırdıqdan sonra çöküntülər süzülmüş,
əvvəlcə distillə suyu, sonra isə etanolla yuyulmuşdur. Hər iki çöküntü 80
0
C temperaturda vakuumda
(
10
-1
Pa) qurudulmuşdur. Təcrübələr təsirsiz mühitdə aşağıdakı qurğuda aparılmışdır (şək. 1).
Baş verən reaksiya tənliklərini ümumi şəkildə aşağıdakı kimi yazmaq olar:
CuCl+İnCl
3
+2Na
2
S
CuİnS
2
+4NaCl
CuCl+5İnCl
3
+8Na
2
S
Cuİn
5
S
8
+16NaCl
Sulfidləşdirici reagent kimi istifadə edilən Na
2
S-in artıq miqdarı mühitin turşluğunun
azalmasında istirak edir.
Şəkil 1. CuİnS
2
və Cuİn
5
S
8
birləşmələrini almaq üçün istifadə edilən qurğunun sxemi: 1 – içərisində
İnCl
3
və CuCl qarışığı
olan kolba; 2 – Na
2
S məhlulu doldurulmuş damcı qıfı; 3 – çöküntünü süzmək
üçün qıf; 4 – yumaq üçün qıf.