Синтез, оптические и адсорболюминесцентные свойства системы CdTe-ZnS

Касатова, Ирина Юрьевна

Синтез, оптические и адсорболюминесцентные свойства системы CdTe-ZnS тема автореферата и диссертации по химии, 02.00.04 ВАК РФ

Касатова, Ирина Юрьевна АВТОР

кандидата химических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Омск МЕСТО ЗАЩИТЫ

2012 ГОД ЗАЩИТЫ

02.00.04 КОД ВАК РФ

Диссертация по химии на тему «Синтез, оптические и адсорболюминесцентные свойства системы CdTe-ZnS»

Автореферат диссертации на тему "Синтез, оптические и адсорболюминесцентные свойства системы CdTe-ZnS"

КАСАТОВА Ирина Юрьевна

СИНТЕЗ, ОПТИЧЕСКИЕ И АДСОРБОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА СИСТЕМЫ С(1Те-гп8

02.00.04 - Физическая химия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата химических наук

1 0 [ 1 г

Омск-2012

005016918

КАСАТОВА Ирина Юрьевна

СИНТЕЗ, ОПТИЧЕСКИЕ И АДСОРБОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА СИСТЕМЫ СсІТе-гпБ

02.00.04 - Физическая химия

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степенн кандидата химических наук

Омск-2012

Работа выполнена на кафедре «Физическая химия» федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Омский государственный технический университет»

Научный руководитель: заслуженный деятель науки и техники РФ,

доктор химических наук, профессор КИРОВСКАЯ Ирина Алексеевна.

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

МАТЯШ Юрий Иванович, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Омский государственный университет путей сообщения»;

кандидат химических наук, доцент, доцент кафедры «Аналитическая химия» МУРАШКО Юрий Александрович, Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Омский государственный университет им. Ф. М. Достоевского»

Ведущая организация: ОАО «Омский научно-исследовательский институт

приборостроения».

Защита диссертации состоится 28 мая 2012 года в 14 часов на заседании диссертационного совета Д 212.178.11 при федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Омский государственный технический университет» по адресу: 644050, г. Омск, пр. Мира, 11, корпус 6, ауд. 340.

Тел./факс: (3812) 65-64-92, e-mail: dissov_omgtu@omgtu.ru.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Омский государственный технический университет».

Автореферат разослан « Z. 2 » апреля 2012 года.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.178.11 кандидат химических наук, доцент

А. В. Юрьева

Общая характеристика работы

Актуальность темы. Обязанные своим появлением развитию полупроводниковой техники и зарекомендовавшие себя как перспективные материалы, полупроводниковые твердые растворы с широко регулируемым составом, с возможными непрерывным и экстремальным изменениями свойств не могут не представлять интереса для нанотехники а также полупроводникового газового анализа. Среди них особое место занимают многокомпонентные системы на основе алмазоподобных полупроводников,

д ||0У1 Л НоVI г. ТП

представителями которых являются твердые растворы типа А В -А В [М].

Получением и изучением физико-химических свойств многокомпонентных полупроводниковых систем на протяжении многих лет занимается коллектив кафедры Физической химии ОмГТУ под руководством профессора И.А. Кировской. Основной задачей является создание теории управления свойствами поверхности алмазоподобных полупроводников и поиска возможностей их практического применения в новой технике. К одному из перспективных направлений применения создаваемых полупроводниковых материалов относится использование их в качестве сенсоров-датчиков экологического и медицинского назначения, где важно не только определение следовых количеств токсичных газов в воздухе, но и анализ микропримесей выдыхаемого газа, проведение медицинской диагностики по его составу [3,4].

Не менее перспективным направлением практического применения при обнаружении соответствующих свойств, является изготовление или изменение известных люминофоров. Для этого необходимы адсорболюминесцентные исследования полупроводников, что явилось основным направлением данной работы.

Перспективность исследования выбранных объектов - твердых растворов и бинарных соединений системы СсИе-гпБ в обозначенных и других областях и при этом практическое отсутствие необходимых сведений об их физико-химических свойствах, объемных и поверхностных, определяют актуальность настоящей работы.

Являясь неотъемлемой частью проводимых научным коллективом кафедры многолетних исследований алмазоподобных полупроводников, она посвящена получению и изучению объемных (структурных, оптических) и поверхностных физико-химических свойств твердых растворов системы Сс1Те-2п8, в сравнении с ее исходными бинарными соединениями. Из поверхностных физико-химических свойств основной интерес представляли адсорбционные и адсорболюминесцентные явления, для выяснения механизма которых логично предшествовали исследования химического, кислотно-основного состояния, природы активной поверхности.

Цель работы. Впервые по разработанной методике получить и аттестовать твердые растворы системы СсЛ'е-7п5, комплексно изучить их объемные и поверхностные физико-химические свойства, определить возможности практического применения полученных результатов.

В соответствии с целью диссертационной работы были поставлены следующие задачи:

1. Разработать методику, получить и аттестовать твердые растворы системы СсГГе^пБ.

2. Исследовать объемные (структурные, оптические) и поверхностные (химический состав, кислотно-основные, адсорболюминесцентные) физико-химические свойства компонентов системы Сс1Те-2п8. Оценить влияние на люминесценцию аммиака - зонда на кислотные центры, составляющего газовых выбросов и биомаркера определенных заболеваний человека.

3. Определить природу, силу, концентрацию активных центров. Уточнить механизм взаимодействия ЫН3 с поверхностью адсорбентов и обосновать механизмы люминесценции и адсорболюминесценции.

4. Установить закономерности изменения изученных свойств с составом и зависимость между ними. Построить диаграммы состояния «свойство-состав».

5. С использованием установленных, взаимосвязанных закономерностей найти состав твердого раствора наиболее чувствительного к исследуемому газу-адсорбату (М13) и определить возможности его практического применения.

6. Определить возможность создания на основе измерения рНи30 экспресс-метода оценки чувствительности поверхности к газам определенной электронной природы.

Научная новизна работы

1. По впервые разработанной методике получены и аттестованы на основе рентгенографичеких и оптических исследований твердые растворы системы СёТе^пБ со структурой сфалерита.

2. Изучены объемные физико-химические свойства (структурные и оптические) полученных твердых растворов и бинарных компонентов системы СсПГе-ХпБ. Установлены закономерности в относительном расположении полос ИК- и УФ-спектров. На основе последних найдены значения ширины запрещенной зоны

3. Впервые изучены поверхностные физико-химические свойства компонентов системы Сс1Те-2п8: химический состав, кислотно-основные, адсорболюминесцентные.

- Химический состав исходной поверхности представлен преимущественно адсорбированными молекулами воды, группами ОН", углеводородными, соединениями и -продуктами окисления поверхностных атомов.

- Определены прирЬда, сила, концентрация кислотных центров. За кислотные центры ответственны преимущественно координационно-ненасыщенные атомы. Поверхность всех компонентов системы Сс1Те-2п.Ч имеет слабокислый характер (рНизо=6,29-6,68). С увеличением содержания значение рНизо плавно нарастает, а общая концентрация кислотных центров -уменьшается.

- Согласно КР-спектроскопическим исследованиям наиболее выраженными люминесцентными свойствами обладают 7.п8 и твердые растворы с избытком СсГГе. Под влиянием адсорбированного аммиака наблюдается гашение люминесценции. Установлена связь между кислотно-основными и адсорболюминесцентными свойствами поверхности.

4. Найдены закономерности в изменении объемных (рентгеновской плотности, ширины запрещенной зоны) и поверхностных (рНнз0, ДрНи30, адсорболюминесцентных) свойств с составом. Построены диаграммы состояния «свойство-состав». Установлена взаимосвязь между ними. Найденные параллельные закономерности объяснены с учетом природы активных центров и природы химической связи в исследуемых объектах.

5. На основе установленных закономерностей и взаимосвязи между ними показаны и реализованы возможности использования:

- результатов измерения рНизо для создания экспресс-метода оценки чувствительности полупроводников по отношению к газам определенной электронной природы;

- твердого раствора состава (Сс1Те)о,<«(2118)0,02 в качестве первичного преобразователя сенсора-датчика на микропримеси и в качестве люминофора с определенным спектром свечения.

Защищаемые положения

1. Разработанная методика получения твердых растворов системы

сате-гпБ.

2. Результаты рентгенографических исследований, подтвердившие образование твердых растворов сфалеритной структуры.

3. Выводы о механизме влияния состава и аммиака на люминесцентные свойства компонентов системы Сс1Те-7п8.

4. Установленные закономерности в изменении объемных и поверхностных физико-химических свойств компонентов системы Сс1Те-2п8, параллелизм между ними.

5. Обоснование причины найденных закономерностей и их взаимосвязи, которая заложена в природе активных центров и природе химической связи.

6. Прогнозирование поверхностных свойств полупроводников изучаемой системы на основе установленных закономерностей «свойство-состав».

7. Практические рекомендации по созданию на основе твердого раствора состава (Сс1Те)о,98(2п8)о,о2 преобразователя сенсора-датчика на микропримеси ЫНз и люминофора с определенным спектром свечения.

Практическая значимость работы

1. Разработана методика получения твердых растворов системы CdTe-ZnS. Найден режим термовакуумной обработки бинарных компонентов и твердых растворов, обеспечивающие упорядочение кристаллической структуры.

2. На основе анализа диаграмм состояния «свойство-состав» предложен способ прогнозирования поверхностной чувствительности компонентов системы CdTe-ZnS.

3. Предложен экспресс-метод оценки чувствительности поверхности по отношению к газам определенной электронной природы по результатам измерения рНнзо.

4. Твердый раствор состава (CdTe)0,98(ZnS)0i02 использован в качестве первичного преобразователя сенсора-датчика на микропримеси NH3 и рекомендован в качестве люминофора с определенным спектром свечения. Подана заявка на изобретение.

Апробация работы. Материалы диссертационной работы доложены и обсуждены на VIII Международной научной конференции (Хургада, Египет, 2008г.); VIII научной конференции «Аналитика Сибири и Дальнего Востока» (Томск, 2008); VI Международных научно-технических конференциях «Динамика систем механизмов и машин» (Омск, 2007); I, II и III Всероссийских научно-технических конференциях «Россия Молодая: передовые технологии - в промышленность» (Омск, 2008, 2009, 2010); Региональной молодежной научно-технической конференции «Омское время -взгляд в будущее» (Омск, 2010); I научно-технической конференции аспирантов, магистрантов, студентов «Техника и технология современного нефтехимического производства» (Омск, 2011); П-ой Региональной молодежной научно-технической конференции «Омский регион-месторождение возможностей» (Омск, 2011). Результаты диссертации опубликованы в 12 работах

Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов и списка литературы.

Краткое содержание работы

Во введении дано обоснование актуальности темы диссертации, сформулированы ее цель и задачи, показаны научная новизна, практическая значимость работы.

В первой главе приводится обзор литературных данных по кристаллохимическим, химическим, электрофизическим и оптическим и адсорболюминесцентным свойствам бинарных компонентов CdTe, ZnS, а также

твердых растворов типа AnBVI-AI1BVI. Изложены и проанализированы способы получения, а также методы исследования свойств поверхности твердых растворов.

Во второй главе описаны методы получения и идентификации твердых растворов (CdTe)x(ZnS)i.x, а также методы исследования химического состава поверхности и её свойств: оптических, кислотно-основных и адсорболюминесцентных при воздействии Nib,.

В качестве объектов исследования использовали порошки бинарных компонентов CdTe, ZnS и твердых растворов (CdTe)x(ZnS)|.x синтезированные методом изотермической диффузии бинарных соединений в вакуумированных запаянных кварцевых ампулах при температуре 1173К с последующим гомогенизирующим отжигом.

Идентификацию твердых растворов проводили по результатам прямых (рентгенографических) и косвенных (оптических, кислотно-основных) исследований.

Рентгенографический анализ проводили на дифрактометре ДРОН-3 в Си Ка-излучении.

Химический состав поверхности компонентов системы CdTe-ZnS определяли методом ИК-спектроскопии на Фурье-спектрометре инфракрасном ИнфраЛЮМ ФТ-02 с приставкой МНПВО (материал кристалла - германий, The PIKE Technologies HATR) в спектральном диапазоне 830-4000 см'1.

Ширину запрещенной зоны рассчитывали по результатам УФ-спктроскопических исследований. УФ-спектры были зарегистрированы на спектрофотометре UV-2501PC фирмы «Shimadzu» с приставкой диффузного отражения ISR-240A в диапазоне 190-900 им с разрешением 1 нм.

Исследование люминесцентных и адсорболюминесцентных свойств проводили методом КР-спктроскопии. Спектры снимали на рамановском Фурье-спектрометре BRUKER RFS-100/s (длина волны возбуждающего лазера А. = 785 нм, мощность - до 100 мВт, спектральное разрешение-3 см-1)

Исследование кислотно-основных свойств проводили методами гидролитической адсорбции (определения рН-изоэлектрического состояния), механохимии и неводного кондуктометрического титрования.

В третьей главе представлены и обсуждены результаты получения и аттестации твердых растворов (CdTe)x(ZnS)t.x, исследований оптических, кислотно-основных и адсорболюминесцентных свойств компонентов системы CdTe-ZnS.

В четвертой главе Проведен анализ и установлена связь основных закономерностей изученных объемных и поверхностных свойств от состава компонентов системы CdTe-ZnS. Показаны возможности прогнозирования адсорбционных свойств, а также перспективы их применения в газовом анализе.

Получение и идентификация твердых растворов системы Сс1Те^п8

Результаты рентгенографического исследования указали на образование в системе СсН'е^пБ твердых растворов замещения в исследованных областях концентраций (табл. 1).

Таблица 1

Структурные характеристики бинарных соединений и твердых растворов системы Сс1Те - 2п8, полученные на основе рентгенографических исследований

Состав Параметры решетки, А Межплоскостное расстояние, ¿ькЬ А Рентгеновская плотность, р„ г/см3

а, А с, А 111 220 002 004

Сс)Те 6,49 - 6,496 6,508 - - 5,83

(С(]Те)о.98(2п8)о,02 6,35 - 6^58 6,422 - - 6,15

(С<1Те)о,97(2п8)о.оз 6,33 - 6,358 6,309 - - 6,17

(СсПе)0.04(2п8)0,,6 5,41 - 5,663 5,405 - - 4,32

(С11Те)о,оз(2п8)о.97 5,36 - 5,344 5,360 - - 4,38

гпв 3,69 6,25 - - 6,25 6,26 3,77

Положение основных линий на рентгенограммах и распределение их интенсивностей свидетельствуют о том, что теллурид кадмия и твердые растворы имеют структуру сфалерита, а сульфид цинка - структуру вюрцита. При незначительном легировании сульфида цинка теллуридом кадмия и под воздействием температуры происходит фазовый переход из гексагональной модификации в кубическую.

Зависимости значений параметра решетки, межплоскостного расстояния и рентгеновской плотности от состава твердых растворов имеют линейный характер (рис.1).

Д., г/см3; а, к

Рис.1. Зависимости рентгеновской плотности рг (1) и параметра решетки а (2) компонентов системы СсГГе - от состава

Оптические свойства компонентов системы С(1Те-/п8

На основе УФ-спектров были найдены значения ширины запрещенной зоны АЕ. Для бинарных компонентов СсЗТе и 2п8 они совпадают с известными литературными данными (1,51 эВ для Сс1Те, 3,74 для гпБ).

Построенная зависимость ширины запрещенной зоны компонентов системы Сс1Те-7п8 от состава имеет практически линейный характер. Значение ДЕ нарастает с увеличением содержания сульфида цинка в твердых растворах.

УФ-спектры твердых растворов на основе сульфида цинка имеют одинаковую форму со спектром бинарного компонента гпБ, а также ярко выраженное плечо при длине волны 725 им. Аналогичное наблюдается и для твердых растворов на основе Сс1Те, что подтверждает образование твердых растворов в системе Сс1Те-2п8 (рис. 2).

140120100 -

8 80 -

^ 60 -га

о. н

О 4020 -

0-20 -|-1-1-1-1-1-1-1-1-г—'-1-'-1-1-1-'-1

200 300 400 500 600 700 800 900 1000

Х,нм

Рис. 2. УФ-спектры отражения компонентов системы СсГГе- 2п8. 1 - гпБ; 2 - (Сс1Те)о,оз(2п8)о,97; 3 - (СсТТе^о^^о^; 4 - (С<Пе)0,97^)0,03;

5 - (Сс1Те)о,98(2пВ)о,о2; 6 - СаТе

По результатам КР-спектроскопии выявлена зависимость люминесцентных свойств от состава системы Сс1Те-2п8. Отмечено, что 2п5 ведет себя как типичный люминофор, о чем свидетельствует широкий пик с большой интенсивностью (рис. 3). Интенсивность люминесценции твердых растворов на основе теллурида кадмия выше, чем твердых растворов на основе сульфида цинка, а максимум спектрального распределения находится в длинноволновой области. Наибольшей интенсивностью люминесценции обладает твердый раствор (СёТе)о,98(2пБ)о,о2 в видимой области спектра (625 нм).

В КР-спектрах твердых растворов обнаружены пики, соответствующие частотам соцэ и сото колебаний кристаллической решетки бинарных соединений Сс1Те и - это является косвенным подтверждением образования твердых растворов [6].

Рис. 3. Спектры комбинационного рассеяния компонентов системы CdTe-ZnS. 1- (CdTe)o,98(ZnS)o,o:; 2- (CdTe)0,97(ZnS)0,03; 3- (CdTe)o,o3(ZnS)o,97; 4- (CdTe)0,04(ZnS)0;%; 5- ZnS; 6- CdTe

Механизм люминесценции можно объяснить с привлечением основных представлений зонной теории твердого тела (рис. 4).

При возбуждении светом энергия поглощается на уровнях активатора. Это сопровождается переходом электрона с основного уровня активатора А| на возбужденный уровень А2. Электроны, вырванные возбуждающим светом, переходят в зону проводимости и локализуются на ловушках (J1). При освобождении электронов с ловушек может произойти их повторный захват или переход на уровень активатора через зону проводимости, с дальнейшей рекомбинацией с центром свечения. Это приводит к возникновению длительного свечения, которое продолжается до тех пор, пока все электроны, захваченные ловушками, не освободятся и не прорекомбинируют с ионизационными центрами.

Зона проводимости

/ / /' / / / / / / ./' / / . Валентная зона

Рис. 4. Схема энергетических переходов при возбуждении и испускании света люминофорами полупроводникового типа

Химический состав поверхности. Кислотно-основные свойства

ИК-спектроскопические исследования показали, что химический состав исходной поверхности компонентов системы Сс1Те-2п8 типичен для алмазоподобных полупроводников и представлен преимущественно адсорбированными молекулами воды (3500-3600 см"1), группами ОН" (37003750 см"1), углеводородными соединениями (2850-2920 см"1) и продуктами окисления поверхностных атомов.

Обнаружена закономерность расположения основных полос поглощения. С изменением состава наблюдается смещение пиков, отвечающих колебаниям молекулярно-адсорбированного СО2 и валентных колебаний структурных гидроксильных групп на твердых растворах относительно тех же пиков бинарных компонентов, а также изменение их интенсивности (рис. 5) [5].

Рис. 5. ИК-спектры компонентов системы СсГГе- ZnS экспонированных на воздухе. 1 - Сс1Те, 2 - (Сс1Те)о,<«(^8)0,02; 3 - (Сс1Те)у1о7(2п5),1д1; 4 - (Сс1Те)о,о4(гп5)о,об; 5 - (С(1Те)0,м^пЯ),,.«; 6-7п5

Методами определения рН-изоэлектрического состояния, механохимии и неводного кондуктометрического титрования, была проведена оценка кислотно-основных характеристик поверхности компонентов системы Сс1Те-7пЗ.

Согласно данным исследования, значения рН„30 исследуемых компонентов системы, экспонированных на воздухе, изменяются в ряду СсГГе —>(Сс1Те)х(7п8)]_ х —> 7п8 от 6,29 (для Сс)Те) до 6,68 (для 7п8), нарастая с ростом мольной доли гпБ (таб.2). Это свидетельствует о слабокислом характере поверхности и превалировании на ней кислотных центров. Плавное

изменение рНизо с составом является косвенным подтверждением образования твердых растворов.

Экспонирование в атмосфере МП? изучаемых полупроводниковых соединений приводит к смещению рН„30 в щелочную область. Наиболее ярко это проявляется для Сс1Те и твердых растворов на его основе, которые обладают более кислой поверхностью При этом максимальное изменение рНиз0 (ДрНи30= рНизо(ЫН3) - рН1ГЮ(возд)) под действием ЫН3 проявилось для твердого раствора (Сс1Те)о,98(2п5)о,о2, что говорит о максимальной чувствительности к данному газу. Изменение рН изоэлектрического состояния образцов, экспонированных в атмосфере 1МН3, свидетельствует о взаимодействии указанных газов с их поверхностью.

Таблица 2

Кислотно-основные свойства компонентов системы Сс1Те-/п5

Состав рН- изоэлектрического состояния при хранении образцов на воздухе рН- изоэлектрического состояния при хранении образцов в атмосфере ИНз ДрНизо с-юЛ г-экв/г

Сс1Те 6,29 7,3 1,01 2,08

(Сс1Те)о,98(2п5)о,о: 6,30 7,28 0,98 1,99

(Сс1Те)о,97(2п5)о,оз 6,32 7,25 0,93 1,8

(С<Пе)„,о4(2п8)о,9б 6,64 7,15 0,51 1,52

(Сс1Те)о,оз(2п8)о,97 6,65 7,15 0,5 1,34

гп8 6,68 7,11 0,43 1,08

Диспергирование в воде крупнодисперсных порошков бинарных соединений (Сс1Те, 7п8) и твердых растворов (Сс1Те)х(2п$)| х сопровождается подкислением (уменьшение рН) и подщелачиванием (увеличение рН) среды. Это говорит о том, что на свежеобразованной поверхности присутствуют адсорбированные молекулы Н20 и группы ОН" с разной подвижностью ионов Н'.

Дифференциальные кривые кондуктометрического титрования подтверждают закономерность изменения рН„30 с составом и свидетельствуют о присутствии на поверхности образцов различных по силе кислотных центров -центров Льюиса и Бренстеда. Как и на других алмазоподобных полупроводниках [2], за первые ответственны координационно-ненасыщенные атомы, за вторые - адсорбированные молекулы Н2О и группы ОН".

Таким образом, исследование кислотно-основных свойств поверхности компонентов системы Сс1Те-7п8 позволило определить закономерности их изменения, связать с особенностями донорно-акцепторного взаимодействия в твердых растворах, а также предположить повышенную адсорбционную способность поверхности твердого раствора (СсГТе)0 98(2п8)0,о2 к МН3.

Адсорболюминесцентные свойства твердых растворов системы С(1Те-7п8

Результаты КР-спктроскопии позволили выявить влияние адсорбции аммиака на люминесцентные свойства твердых растворов. При воздействии ЫН3 на твердые растворы составов (Сс1Те)а<;8(7.п8)оо2 и (Сс1Те)0,0з(2п 8)0,97 наблюдается гашение люминесценции в обоих случаях, но отличается по интенсивности (рис. 6, таб. 3).

Экспонирование в атмосфере аммиака твердого раствора с избытком СсГГе - (Сс1Те)о,98(7п8)о,о2 сопровождается наиболее значительным гашением люминесценции, чем твердого раствора с избытком ZnS - (С с!' Ге) 0, () л (7л 1) 0, о ?, что согласуется с данными рНпзо. Образец с более кислой поверхностью (рН для (Сс1Те)о,98(7п8)о,о2 - 6,30) активнее к основным газам, в данном случае к аммиаку, чем образец, обладающий более основной поверхностью (рН для (С(1Те)о,оз(2п8)о,97 -6,65).

1.014 0012

5 т

2 0.0«

и у

~ О.ССо

^........

-п-]-1-1-.-1-.-,-1-]-1-]-■-1-■

500 1000 15С0 2300 2500 ЗОСО 3500 4003

—!-'-1-'-1—!-1-'-1---Г*

5С0 1030 ДО 2005 2505 3003 ш

У.СМ"

а б

Рис. 6. Спектры комбинационного рассеяния твердых растворов состава (Сс1Те)о,98(2п8)о,о2 (а), (С<1Те)о,оз(2п8)о,97 (б) экспонированного на воздухе (1) и в атмосфере аммиака (2)

Можно предположить, что адсорбированные частицы играют роль центров безызлучательной рекомбинации, возникающих на поверхности при адсорбции. Соответственно отмеченный факт гашения люминесценции при адсорбции аммиака свидетельствует о преимущественно донорном проявлении его молекул в образующихся адсорбционных связях [2, 8].

Твердый раствор с более выраженными люминесцентными свойствами обладает повышенной чувствительностью к аммиаку - токсичному компоненту газовых выбросов, а также входящему в состав воздуха выдыхаемого человеком при различных патологиях. Об этом свидетельствуют значения ДрНи30 и степень гашения люминесценции (50%) (табл. 3).

Таблица 3

Оптические и кислотно-основные свойства компонентов системы Сс1Те-2п8.

(Сс1Те)о,98(2п8)о,02 (СёТе)о,оз(2п8)о,97

Интенсивность люмин. I, отн. ед. 0,0067 0,0041

Степень гашения люмин. в атмосфере Ш3, % 50 4

АрН„зо 0,98 0,5

Основные закономерности изменения изученных свойств от состава системы Сс1Те^п8

Исследования, проведенные в данной работе, позволили сопоставить свойства бинарных компонентов и полученных твердых растворов на их основе, выделить общность и различия в их поведении и провести системный анализ данных, полученных на каждом этапе исследования.

При идентификации твердых растворов наблюдается закономерное изменение периода решетки (а), межплоскостного расстояния ((1ны) и рентгеновской плотности (рг) от состава твердых растворов системы Сс1Те-7пй. Значения периодов решеток твердых растворов занимают промежуточное положение между теми же значениями бинарных компонентов, причем при

увеличении содержания гпБ в СсГГе период решетки уменьшается, а при увеличении содержания СсГГе в наоборот, растет. Рентгеновская плотность увеличивается при переходе от бинарных компонентов к твердым растворам.

С увеличением содержания в исследуемых объектах наблюдается увеличение ширины запрещенной зоны, и уменьшение рентгеновской плотности компонентов (рис. 7).

рН,«, ДрНйМ 1.5

6.9 -

ЛЕ.

6.6 -

63 -

0,9 -

0.6

0.3 -

4 .

—I-г~

96 97

эВ

3.5

рг. псм-

5.5

4,5

1.5

1 -I 3.5

98 99 100

0 12 3 СМТе мол.%

Рис. 7. Зависимости ширины запрещенной зоны (1), показателей кислотности поверхности: рНизо(2), ДрН„30 (3), рентгеновской плотности (4) от состава компонентов системы Сс1Те-2п8

Анализ зависимостей «свойство-состав» позволил установить закономерность между объемными (р„ ДЕ) и поверхностными (рН„30, ДрН„30) свойствами. В основе взаимосвязи между ними лежит изменение степени ионности связи, а также электроотрицательности атомов. По мере нарастания доли ионной связи и увеличения прочности отмечается увеличение значения ширины запрещенной зоны и уменьшение рентгеновской плотности (усредненное значение поглощения материалом излучения), а также уменьшение кислотности поверхности.

Поверхность Сс1Те и твердых растворов на его основе, характеризуется наибольшей кислотностью, наибольшей концентрацией кислотных центров, и соответственно наибольшей активностью по отношению к N11, (донору электронных пар и акцептору протонов). При увеличении содержания в твердых растворах наблюдается смещение водородного показателя изоэлектрического состояния (рНизо) в щелочную область и снижение адсорбционной активности по отношению к N11?.

В работах [2, 9 ] наблюдается аналогичная закономерность: чем меньше значение рНпзо исследуемых объектов, тем больше величина адсорбции ЫН3.

На основе полученных результатов, с учетом кислотно-основных свойств поверхности изученных адсорбентов, электронного строения молекул адсорбата и его «поведения» на других алмазоподобных полупроводниках [10] сделан вывод: адсорбция ЫТЬ протекает по донорно-акцепторному механизму с участием в качестве акцепторов преимущественно поверхностных атомов А и в качестве доноров - молекул адсорбата:

Н\ Н\ +6| -5

н— N + АО —>- н—N А □ .

нЛ_Iе

Анализа проделанных результатов, выявление зависимостей между ними и результаты ранее выполненных работ позволяют сделать вывод: измерение водородного показателя изоэлектрического состояния (рНизо) можно использовать как экспресс-метод оценки чувствительности поверхности к газам определенной электронной природы.

Выводы

1. Получены по разработанной методике и аттестованы на основе рентгенографических и оптических исследований твердые растворы системы С(1Те-гп8. Теллурид кадмия и твердые растворы имеют структуру сфалерита, а сульфид цинка - структуру вюрцита.

2. Изучены объемные физико-химические свойства полученных твердых растворов и бинарных компонентов системы СсГГе-7пБ. На основе УФ-спектроскопических исследований рассчитана ширина запрещенной зоны изучаемых объектов, которая плавно нарастает с увеличением содержания сульфида цинка.

3. Впервые изучены химический состав и кислотно-основные свойства компонентов системы СсПе-7п5:

- химический состав исходной поверхности представлен преимущественно адсорбированными молекулами воды, группами ОН", углеводородными, соединениями и продуктами окисления поверхностных атомов;

- определены природа, сила, концентрация кислотных центров. За кислотные центры ответственны преимущественно координационно-ненасыщенные атомы. Поверхность всех компонентов системы С(1Те-2п8 имеет слабокислый характер (рНнзо=6,29-6,68). С увеличением содержания 7п8 значение рНизо плавно нарастает, а общая концентрация кислотных центров -уменьшается.

4. По результатам КР-спектроскопии установлено влияние состав и >Ш3 на люминесцентные свойства изучаемых объектов:

- с увеличением содержания отмечается смещение максимума спектрального распределения в коротковолновую область, а также уменьшение интенсивности пиков;

- влияние ЫН3 проявляющееся в гашении люминесценции;

- высказаны соображения о механизме влияния адсорбированных молекул ЫН, на люминесценцию: адсорбированные молекулы играют роль центров безызлучательной рекомбинации, возникающих на поверхности при адсорбции;

- на основе отмеченного факта гашения люминесценции при адсорбции аммиака сделано заключение о преимущественно допорном проявлении его молекул в образующихся адсорбционных связях, что подтверждается ИК-спектрами и результатами кислотно-основных свойств (степень гашения люминесценции возрастает с ДрН,по).

5. Найдены закономерности в изменении объемных и поверхностных свойств с составом. Установлена тесная взаимосвязь между этими закономерностями. Построены диаграммы состояния «свойство-состав».

6. Найденные взаимосвязанные закономерности объяснены с учетом природы активных центров и природы химической связи в исследуемых объектах.

7. Показана возможность использования диаграмм состояния «свойство-состав» для выявления наиболее активных компонентов, применяемых в изготовлении первичных преобразователей сенсоров датчиков экологического и медицинского назначения.

8. Сделаны практические разработки:

- предложен экспресс-метод оценки, чувствительности поверхности. по отношению к газам определенной электронной природы по результатам измерения рН1130;

- твердый раствор состава (CdTe)o,98(ZnS)ojo2 использован в качестве первичного преобразователя сенсора-датчика на микропримеси NH3 и рекомендован в качестве люминофора с определенным спектром свечения. Подана заявка на изобретение.

Цитируемая литература

1. Кировская И.А. Поверхностные явления. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2001.

174 с.

2. Кировская, И.А. Твердые растворы бинарных и многокомпонентных полупроводниковых систем. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2010. 398 с.

3. Кировская, И.А. Оценка чувствительности поверхности полупроводников - первичных преобразователей сенсоров-датчиков по кислотно-основным свойствам / И.А. Кировская, А.Е. Земцов, О.Т. Тимошенко, С.О. Подгорный, Е.О. Карпова, MB. Шинкаренко // Современные наукоемкие технологии, VIII научная межд.конф., 22-29 февраля 2008г., Хургада (Египет), №12. - С. 82-85

4. Кировская, И.А. Адсорбционные процессы. - Иркутск: Изд-во ИГУ, 1995,- 310 с

5. Кировская И. А., Касатова И. Ю.Сравнительные кислотно-основные свойства поверхности компонентов системы CdTe-ZnS в рядах твердых растворов замещения и аналогов // ЖФХ, 2011, Т. 85, № 7. С. 1-5

6. Сущинский М.М. Комбинационное рассеяние света строение вещества. -М.: Наука, 1981, 183с.

7. Левшин Л.В., Салецкий A.M. Люминесценция и ее измерения: Молекулярная люминесценция. - М.: Изд-во МГУ, 1989. 272с.

8. Волькенштейн, Ф.Ф. Электронные процессы на поверхности полупроводников при хемосорбции. - М.: Наука, 1987. - 432 с.

9. Миронова, Е.В. Новая многокомпонентная полупроводниковая система InSb - CdTe. Ее поверхностные физико-химические свойства. Автореф. дисс. ... канд. хим. наук. Омск: Изд-во ОмГТУ, 2003. 18 с.

10. Кировская И.А. Поверхностные свойства бинарных алмазоподобных полупроводников. - Омск: Изд-во ОмГТУ, 2012. - 430 с

Основные результаты диссертации опубликованы в работах:

1. Кировская, И.А. Новые материалы на основе систем GaSb-A"-BVI / И.А. Кировская, J1.B. Новгородцева, М.В. Васина, И.Ю. Касатова (Кузнецова), М.В. Барановская, А.Л. Чалова, А.Г. Колодина // Материалы VI-ой Международной научно-технической конференции посвященной 65-летию ОмГТУ «Динамика систем механизмов и машин»,- Омск, 2007- Кн. 3. -С. 153-158

2. Кировская, И.А. Новые материалы на основе систем типа a"'bv -А'^В1'1 для полупроводникового анализа / И.А. Кировская, О.Т. Тимошенко, О.Н. Дубина, И.Ю. Касатова, A.B. Шеденко, А.Л. Чалова // Современные наукоемкие технологии, VIII научная межд.конф., 22-29 февраля 2008г., Хургада (Египет), №12. - С. 85-87

3. Кировская, И.А. Новые материалы для полупроводникового анализа / И.А. Кировская, О.Т. Тимошенко, О.Н. Дубина, И.Ю. Касатова, Е.Г. Шубенкова // Материалы VIII научной конференции «Аналитика Сибири и Дальнего Востока».- Томск, 2008. - С 30

4. Кировская, И.А. Новые материалы для газового анализа / И.А. Кировская, О.Т. Тимошенко, О.Н. Дубина, И.Ю. Касатова, Е.Г. Шубенкова, О.П. Азарова // Материалы Всероссийской научно-технической конференции «Россия Молодая: передовые технологии - в промышленность»,-Омск, 2008. Кн.2. - С. 248-251

5. Кировская, И.А. Влияние состава компонентов системы CdTe-ZnS и аналогов CdB6, ZnB6 на кислотно-основные поверхности / И.А. Кировская, И.Ю. Касатова, П.Е Нор, В.А. Холоденко //Материалы III Всероссийской научно-технической конференции «Россия Молодая: передовые технологии - в промышленность»,- Омск, 2010. - С. 337-342

6. Кировская, И.А. Кислотно-основные свойства поверхности компонентов системы CdTe-ZnS / И.А. Кировская, И.Ю. Касатова // Материалы региональной научно-методической конференции «Омское время - взгляд в будущее». - Омск, 2010,- Кн. 2. - С. 30-32

7. Кировская, И.А. Сравнительные кислотно-основные свойства поверхности компонентов системы CdTe-ZnS в рядах твердых растворов замещения и аналогов / И.А. Кировская, И.Ю. Касатова // ЖФХ. - 2011. -Т. 85. -№7.-С. 1-5

8. Кировская, И.А. Кислотно-основные свойства бинарных и многокомпонентных полупроводников типа A"Bvi, A"Bvi-A"bvi / И.А. Кировская, И.Ю. Касатова, A.C. Борисюк // Материалы 1-ой

науч.техн.конф. аспирантов, магистрантов, студентов Нефтехимического института ОмГТУ и учащихся старших классов, посвящ. 10-летию НХИ ОмГТУ. - Омск, 2011. - С. 96-101.

9. Кировская, И.А. Кислотно-основные свойства и прогнозирование адсорбционной активности поверхности полупроводников системы CdTe-ZnS / И.А. Кировская, И.Ю. Касатова, П.Е Нор, А.С. Борисюк // Материалы И Региональной молодежной науч.-техн.конф. Омский регион - месторождение возможностей. - Омск, 2011. - С. 229-232.

Ю.Кировская, И.А. Получение и исследование новых материалов и катализаторов на основе системы CdTe-ZnS / И.А. Кировская, И.Ю. Касатова,

A.В. Юрьева и др. // Омский научный вестник - Омск, 2012. №2 (110) -С. 52-57.

11. Кировская, И.А. Наноматериалы для сенсоров-датчиков на основе системы ZnSe-CdTe. Адсорбционные и электрофизические исследования/ И.А. Кировская, С.О. Подгорный, А.В. Юрьева, С.А. Корнеев, Е.Н. Еремин,

B. Ф. Суровикин, Ю.И. Матяш, И.Ю. Касатова // Омский научный вестник -Омск, 2012. №2 (110)- С. 57-61.

12.Kirovskaya I.A., Kasatova I. Y.Comparative Acid - Base Properties of the Surfase of Components of the CdTe-ZnS System in Rows of Substitutional Solid Solutions and Their Analogs // J. Phys. Chem., -2011. -Vol. 85. -No 7. -PP. 12281232.

Печатается в авторской редакции Компьютерная верстка - О. Г. Белименко

Подписано в печать 26.04.12. Формат 60x84 Бумага офсетная. Отпечатано на дупликаторе. Усл. печ. л. 1,5. Уч.-изд. л. 1,5. Тираж 100 экз. Заказ 341.

Издательство ОмГТУ. 644050, г. Омск, пр. Мира, И; т. 23-02-12 Типография ОмГТУ

Текст научной работы диссертации и автореферата по химии, кандидата химических наук, Касатова, Ирина Юрьевна, Омск

61 12-2/506

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение Высшего профессионального образования Омский государственный технический университет

НА ПРАВАХ РУКОПИСИ

Касатова Ирина Юрьевна

УДК 541.1+541.183:621. 315.592.4+546.681.19

СИНТЕЗ, ОПТИЧЕСКИЕ И АДСОРБОЛЮМИНЕСЦЕНТНЫЕ СВОЙСТВА СИСТЕМЫ СёТе-гиБ

Специальность 02.00.04 - Физическая химия

Диссертация на соискание ученой степени кандидата химических наук

Научный руководитель Доктор химических наук, профессор, Заслуженный деятель науки и техники РФ Кировская Ирина Алексеевна

ОМСК-2012

СОДЕРЖАНИЕ

Введение.................................................................................................................................5

Глава 1. Литературный обзор......................................................................................................11

1.1. Полупроводниковые соединения типа АПВУ1..........................................................11

1.1.1. Общие сведения о соединениях АПВУ1..........................................................................11

1.1.2. Кристаллическая структура соединений АПВУ1............................................11

1.1.3. Энергетическая зонная структура соединений АПВУ1................................14

1.1.4. Химическая связь в соединениях типа АПВУ1.......................................16

1.1.5. Электрофизические свойства..........................................................................................17

1.1.6. Оптические свойства..................................................................................................................19

1.1.7. Особенности примесей в соединениях типа АПВУ1......................................19

1.1.8. Специфические особенности свойств полупроводников 20

л По VI

типа А В ...........................................................................

1.1.9. Применение полупроводниковых соединений АПВУ1............................23

1.2. Теллурид кадмия................................................................................................................................24

1.2.1. Общая характеристика и получение теллурида кадмия........................24

1.2.2. Описание системы Сс1-Те....................................................................................................25

1.2.3. Электрофизические свойства теллурида кадмия..........................................26

1.2.4. Химическая связь в теллуриде кадмия..................................................................27

1.2.5. Кислотно-основные свойства поверхности........................................................27

1.2.6. Применение СсГГе......................................................................................................................................28

1.3. Сульфид цинка......................................................................................................................................29

1.3.1. Общая характеристика и получение сульфида цинка......................................29

1.3.2. Кристаллическая структура и физико-химические свойства 29 сульфида цинка....................................................................................................

1.3.3. Оптические свойства реальных монокристаллов 32 сульфида цинка...........................................................................................

1.3.4. Применение сульфида цинка ..........................................................39

1.4. Типы твердых растворов..............................................................................................................39

1.4.1. Твердые растворы АПВУ1 - АПВУ1................................................................................41

1.4.2. Система Сс1Те -2п8....................................................................................................................42

1.5. Люминесценция..................................................................................................................................43

1.5.1. Типы люминесценции............................................................................................................44

1.5.2. Адсорбция и люминесценция..........................................................................................47

1.6. Оптические методы исследования полупроводников....................................49

1.6.1. ИК - спектроскопия..................................................................................................................50

1.6.2. КР - спектроскопия............................................................53

1.6.3. УФ - спектроскопия, определение ширины

запрещенной зоны....................................................................................................................................................54

1.7. Использование анализа выдыхаемых газов для диагностики

заболеваний................................................................................................................................................................59

Глава 2. Экспериментальная часть..........................................................................................................63

2.1. Получение твердых растворов системы СсГГе - ............................................63

2.2. Идентификация твердых растворов......................................................................................64

2.3. ИК-спектроскопические исследования. Химический состав поверхности........................................................................................................................................................................65

2.4. УФ-спектроскопические исследования. Определение ширины запрещенной зоны..................................................................................................................................................66

2.5. КР-спектроскопические исследования............................................................................67

2.6. Исследование кислотно-основных свойств поверхности..............................67

2.6.1. Определение водородного показателя изоэлектрического состояния поверхности (рНи30)................................................................................................................67

2.6.2. Метод механохимического диспергирования..................................................69

2.6.3. Кондуктометрическое титрование..............................................................................69

2.7. Получение аммиака............................................................................................................................70

Глава 3. Результаты и их обсуждение..................................................71

3.1. Получение и идентификация твердых растворов....................................................71

3.2. ИК-спектроскопические исследования. Химический состав поверхности............................................................................... 74

3.3. УФ-спектроскопические исследования. Определение ширины запрещенной зоны.......................................................................... 77

3.4. КР-спектроскопические исследования...................................... 81

3.5. Кислотно-основные свойства поверхности компонентов

системы СсГГе- ZnS....................................................................... 86

3.5.1. Определение водородного показателя изоэлектрического состояния поверхности (рНизо).......................................................... 86

3.5.2. Механохимические исследования......................................... 88

3.5.3. Неводное кондуктометрическое титрование.......................... 90

3.6. Адсорболюминесцентные свойства твердых растворов

системы Сс1Те-2п8........................................................................ 94

Глава 4. Взаимосвязь изученных свойств и основные закономерности их изменения в зависимости от состава системы Сс1Те-2п8.................... 97

4.1. Химическое состояние и кислотно-основные свойства поверхности компонентов системы СсГГе^п8...................................... 97

4.2. Оптические свойства компонентов системы Сс1Те-2п8................. 99

4.3. Основные закономерности изменения изученных свойств

от состава системы Сс1Те-2п8......................................................... 102

Выводы...................................................................................... 107

Библиографический список........................................................... 109

Введение

Обязанные своим появлением развитию полупроводниковой техники и зарекомендовавшие себя как перспективные материалы, полупроводниковые твердые растворы с широко регулируемым составом, с возможными непрерывным и экстремальным изменениями свойств не могут не представлять интереса для нанотехники а так же полупроводникового газового анализа. Научно-технический прогресс в этих областях требует систематических знаний не только их объемных, но и поверхностных физико-химических свойств. Известно, что поверхностные свойства зачастую играют определяющую роль в целом ряде процессов на полупроводниках [1,2].

Актуальность темы обусловлена практической неизученностью поверхностных свойств твердых растворов системы Сс1Те-2п8, знание которых открывает широкий спектр возможностей их практического применения. Поэтому необходимо всестороннее изучение структуры поверхности, её химического состава, степени и характера взаимодействия с различными средами.

Информация о химическом состоянии, кислотно-основных, адсорбционных свойствах поверхности системы СёТе-2п8, о возможностях их регулирования является необходимой при создании сенсоров-датчиков экологического и медицинского назначения. Перспективность и актуальность данных исследований заключается в том, что медицинскую диагностику по выдыхаемому газу можно проводить на ранних стадиях заболевания или даже в начальной стадии эндогенной интоксикации, когда выраженные симптомы заболевания еще отсутствуют. Таким образом, медицинская диагностика по составу выдыхаемого газа может найти применение не только в лечебной практике, но и в повседневной жизни и служить средством для предупреждения заболевания. Использование простого в обращении сенсорного устройства открывает перспективы развития домашней диагностики.

Цель работы. Впервые по разработанной методике получить и аттестовать твердые растворы системы Сс1Те-2п8, комплексно изучить их объемные и поверхностные физико-химические свойства, определить возможности практического применения полученных результатов.

В соответствии с целью диссертационной работы были поставлены следующие задачи:

1. Разработать методику, получить и аттестовать твердые растворы системы СсГГе^пБ.

2.Исследовать объемные (структурные, оптические) и поверхностные (химический состав, кислотно-основные, адсорболюминесцентные) физико-химические свойства компонентов системы СёТе-2п8. Оценить влияние на люминесценцию аммиака — зонда на кислотные центры, составляющего газовых выбросов и биомаркера определенных заболеваний человека.

4.Установить закономерности изменения изученных свойств с составом и зависимость между ними. Построить диаграммы состояния «свойство-состав».

5.С использованием установленных, взаимосвязанных закономерностей найти состав твердого раствора наиболее чувствительного к исследуемому газу-адсорбату (N£[3) и определить возможности его практического применения.

Научная новизна работы

1. По впервые разработанной методике получены и аттестованы на основе рентгенографичеких и оптических исследований твердые растворы системы Сс1Те-2п8 со структурой сфалерита.

2. Изучены объемные физико-химические свойства (структурные и оптические) полученных твердых растворов и бинарных компонентов системы СсГГе^пБ. Установлены закономерности в относительном расположении полос ИК- и УФ-спектров. На основе последних найдены значения ширины запрещенной зоны

3. Впервые изучены поверхностные физико-химические свойства компонентов системы СёТе-2п8: химический состав, кислотно-основные, адсорболюминесцентные.

- Химический состав исходной поверхности представлен преимущественно адсорбированными молекулами воды, группами ОН", углеводородными, соединениями и продуктами окисления поверхностных атомов.

- Определены природа, сила, концентрация кислотных центров. За кислотные центры ответственны преимущественно координационно-ненасыщенные атомы. Поверхность всех компонентов системы СсГГе^пБ имеет слабокислый характер (рНи30=6,29-6,68). С увеличением содержания 2п8 значение рНизо плавно нарастает, а общая концентрация кислотных центров -уменьшается.

- Согласно КР-спектроскопическим исследованиям наиболее выраженными люминесцентными свойствами обладают 2п8 и твердые растворы с избытком Сс1Те. Под влиянием адсорбированного аммиака наблюдается гашение люминесценции. Установлена связь между кислотно-основными и адсорболюминесцентными свойствами поверхности.

4. Найдены закономерности в изменении объемных (рентгеновской плотности, ширины запрещенной зоны) и поверхностных (рНизо, АрНи30, адсорболюминесцентных) свойств с составом. Построены диаграммы состояния «свойство-состав». Установлена взаимосвязь между ними. Найденные параллельные закономерности объяснены с учетом природы активных центров и природы химической связи в исследуемых объектах.

- твердого раствора состава (Сс1Те)о,98(2п8)о,о2 в качестве первичного преобразователя сенсора-датчика на микропримеси ЫН3 и в качестве люминофора с определенным спектром свечения.

Защищаемые положения

1. Разработанная методика получения твердых растворов системы СёТе-гпБ.

3. Выводы о механизме влияния состава и аммиака на люминесцентные свойства компонентов системы СёТе^пБ.

4. Установленные закономерности в изменении объемных и поверхностных физико-химических свойств компонентов системы СсГГе^пБ, параллелизм между ними.

7. Практические рекомендации по созданию на основе твердого раствора состава (СёТе)0,98(2п8)0,о2 преобразователя сенсора-датчика на микропримеси 1\ГН3 и люминофора с определенным спектром свечения.

Практическая значимость работы

3. Предложен экспресс-метод оценки чувствительности поверхности по отношению к газам определенной электронной природы по результатам измерения рНизо.

4. Твердый раствор состава (CdTe)o,98(ZnS)o,o2 использован в качестве первичного преобразователя сенсора-датчика на микропримеси NH3 и рекомендован в качестве люминофора с определенным спектром свечения. Подана заявка на изобретение.

Глава 1. Литературный обзор.

1.1. Полупроводниковые соединения типа А11]^

1.1.1. Общие сведения о соединениях АПВУ1

Полупроводниковые соединения элементов второй и шестой групп таблицы Д. И. Менделеева занимают видное место в современной физике и Технике полупроводников, являясь одними из наиболее важных и перспективных материалов для ряда быстро развивающихся областей науки и техники, в особенности фото- и оптоэлектроники, квантовой радиофизики, акустоэлектроннки. Это связано главным образом с тем, что соединения этого класса обладают различными значениями ширины запрещенной зоны (от нулевых до нескольких электрон-вольт), что позволяет в весьма широких пределах варьировать их электрические, фотоэлектрические и оптические свойства. Значения проводимости веществ такого класса могут изменяться от проводимости, соответствующей полуметаллу, до проводимости изолятора. Спектральная область фоточувствительности, люминес