|
|
|
Metode de preparare a straturilor subtiri de CdS
Evaporarea in vid. Procesul de evaporare constǎ in incǎlzirea unei substante in vid, producandu-se vaporizarea acesteia, urmatǎ de condensarea pe substrat adecvat.
Metoda evaporǎrii in vid prezintǎ avantajul realizǎrii unei game largi de straturi subtiri la temperaturi joase ale substratului, inclusiv la temperatura camerei.
Pulverizarea catodicǎ. Pulverizarea catodicǎ este procesul prin care dintr-o tintǎ bombardatǎ cu ioni pozitivi accelerati pe un camp electric sunt pusi in libertate atomi neutri care ulterior se depun pe substrat.
Implantarea ionicǎ. Implantarea ionicǎ este procesul prin care anumiti ioni sunt introdusi la o anumitǎ adancime intr-un substrat, prin bombardarea substratului de cǎtre acesti ioni accelerati la energii inalte.
Stratul subtire se formeazǎ in urma unui tratament termic ulterior procesului de implantare, care favorizeazǎ combinarea chimicǎ intre ionii introdusi si atomii substratului.
Depunerea din fascicule ionice. Depunerea straturilor subtiri cu ajutorul fasciculelor ionice se realizeazǎ prin douǎ variante principale: depunerea directǎ a materialului dintr-un fascicul ionic ce contine elementul sau compusul dorit si depunerea materialului indirect din tinte bombardate de cǎtre ionii introdusi din exterior.
Metoda depunerii directe constǎ din formarea unui strat subtire din componentele unui fascicul de ioni de energie joasǎ cand acesta intalneste un substrat.
Metoda depunerii indirecte a straturilor subtiri cu fascicul ionic constǎ in utilizarea pulverizǎrii cu fascicul extern de ioni, pentru a indepǎrta materialul tintei urmatǎ de depunerea acestuia pe un substrat.
Figura 1.
Depunerea electroliticǎ. Depunerea electroliticǎ este o metodǎ de obtinere a straturilor subtiri sub actiunea curentului electric, bazatǎ pe reducerea ionilor metalici la catod cu ajutorul electronilor introdusi din exterior.
Metoda reducerii chimice din solutie. Metoda reducerii chimice(denumitǎ si metoda depunerii autocatalitice fǎrǎ curent) constǎ in formarea continuǎ de straturi metalice dintr-o solutie de placare, fǎrǎ utilizarea unei surse externe de curent electric. Placarea fǎrǎ curent, poate fi consideratǎ o reducere chimicǎ autocataliticǎ a metalelor sau aliajelor, avand loc la suprafata obiectului de acoperit.
Metoda depunerii chimice din vapori constǎ in obtinerea straturilor subtiri prin trecerea unui amestec de gaze reactante care contin componentele dorite peste suprafata unui substrat incalzit.
Figura 2.
Pentru prepararea straturilor subtiri de CdS a fost utilizatǎ o gamǎ largǎ de metode dintre care: evaporarea in vid cu perete cald (HWVE - hot wall vacuum evaporation), evaporarea termica in vid (PVD - physical vapour deposition), pulverizarea catodicǎ (SD - sputter deposition), depunerea chimicǎ din vapori (CVD - chemical vapour deposition), s.a.
S.Raevski, L. Gorceac, A. Coval au obtinut straturi subtiti de CdS cu ajutorul unei instalatii de crestere epitaxialǎ din fazǎ gazoasǎ, folosind in calitate de agent de transport hidrogenul. In calitate de surse s-au folosit Cd si S de puritate 99.999%. Straturile au fost depuse pe suporturi de siliciu. S-au obtinut straturi omogene, policristaline.
G. Sasikala, R. Dhanasekaran, C. Subramanian au obtinut straturi subtiri de CdS prin depunere electroliticǎ. S-a utilizat o solutie apoasǎ de 0.2 moli CdCl2 ۠ 2H2O si 0.01 moli de Na2S2O3. Dupǎ depunere straturile au fost tratate termic la o temperatura de 3500C, timp de 30 de minute, in atmosferǎ de H2. In calitate de substrat s-a folosit sticla acoperitǎ cu un strat subtire de oxid de indiu si staniu (ITO). Straturile subtiri obtinute sunt policristaline si prezintǎ o structurǎ de tip wurtzit.
H.J.Rohde a depus straturi de CdS prin metoda evaporǎrii in vid cu perete cald. Straturile au fost depuse intr-o incintǎ inchisǎ care constǎ intr-un vas de sticlǎ vertical, inchis in partea de sus a substratului pe care se doreste a se obtine stratul, iar in partea de jos a vasului se aflǎ evaporatorul. S-au obtinut straturi policristaline cu structura de tip wurtzit.
N.Rucker si M. Sellschopp au studiat straturi de CdS cu cristalite de dimensiuni mari. Procesul de obtinere a straturilor a constat in douǎ etape: in prima etapǎ are loc evaporarea Cd metalic pur, a doua etapǎ constǎ in trecerea Cd in α - CdS, printr-un tratament termic in atmosferǎ ce contine H2S sau prin tratament chimic in plasmǎ.
E.Bacaksiz si colaboratorii au obtinut straturi subtiri de CdS prin evaporare termicǎ in vid in volum cvasi-inchis. Straturile obtinute au grosimi de ordinul 2μm. Straturile de CdS au fost depuse pe suporti de sticlǎ sau sticlǎ/SnO2. Evaporarea a avut loc in urmǎtoarele conditii: temperatura substratului a fost mentinutǎ la valoarea de 2000C, temperatura sursei de 8500C si presiunea de aproximativ 3x10-2Pa. In timpul depunerii straturile au fost iluminate cu luminǎ albǎ la diferite intentitǎti. Astfel au fost depuse patru tipuri de esantioane: (1) neiluminat; (2) iluminat la 50mWcm-2; (3) iluminat la 100mWcm-2;(4) iluminat la 150 mWcm-2. Fasciculul de luminǎ a fost pozitionat normal pe substratul de sticlǎ. Autorii au observat cǎ straturile depuse in cele patru conditii sunt policristaline si in difractograma de radiatii X apare un maxim de intensitate mare la 2Ө = 26.40. S-a observat cǎ intensitatea picului creste cu cresterea iluminǎrii. Aceastǎ crestere poate fi atribuitǎ cresterii mobilitǎtii atomilor de Cd si S la suprafata stratului datoritǎ iluminǎrii.
P.J.Sebastian, J.Narvaez si A. Sanchez au depus straturi subtiri de CdS prin metoda transportului chimic de vapori. Pentru obtinerea straturilor s-a folosit ca material sursǎ pulbere de CdS de inaltǎ puritate (99.999%) sau amstec de CdS si CdCl2.
S-au obtinut straturi subtiri extrinseci (CdS de tip n) cand temperatura substratului este joasǎ si intrinseci la temperaturi inalte ale substratului.
I. Martil, G. Gonzalez-Diaz au depus straturi subtiri de CdS prin pulverizare de r.f. S-a folosit in calitate de tintǎ CdS intrinsec. Descǎrcarea a avut loc in atmosferǎ de Ar de inaltǎ puritate. Straturile au fost depuse pe suport de sticlǎ, aflat la temperaturi cuprinse in dmeniul 60-3000C. S-au obtinut straturi de CdS cu grosimi de aproximativ 2μm.
Din difractogramele de radiatii X s-a observat cǎ straturile obtinute sunt policristaline si prezintǎ o structurǎ de tip wurtzit.
Figura 3.
J.N.Ximello-Quiebras si colaboratorii au depus straturi de CdS prin pulverizare magnetron de r.f. S-a folosit ca substrat sticlǎ acoperitǎ cu SnO2 ۠F. Depunerea a avut loc in urmǎtoarele conditii: temperatura substratului a fost de 2500C, timpul de depunere 60 minute, atmosfera de Ar.
J.H.Lee, J.S.Yi, K.J. Yang , J.H.Park si R.D.Oh au studiat straturile subtiri de CdS obtinute prin metoda depunere chimicǎ din solutie. S-a folosit un amestec de acetat de amoniu si thiourea in mediu alcalin produs de atomii de cadmiu si sulf. Temperatura amestecului a fost mentinutǎ la 750C in timpul depunerii si pH solutiei a fost de aproximativ 10.5-11.
Straturile de CdS au fost dopate de bor. Doparea s-a realizat prin adǎugarea acidului boric ca sursǎ de dopant in solutie. Toate straturile de CdS au grosimea de aproximativ 3000Å si prezintǎ o bunǎ reproductibilitate. In difractogramele de radiatii X pentru straturile de CdS dopate cu bor apar mai multe maxime de difractie asociate cu bor-cubic si fazei hexagonale a CdS.
J.N.Ximello-Quiebras si colaboratorii au depus straturi de CdS prin pulverizare magnetron de r.f. S-a folosit ca substrat sticlǎ acoperitǎ cu SnO2 ۠F. Depunerea a avut loc in urmǎtoarele conditii: temperatura substratului a fost de 2500C, timpul de depunere 60 minute, atmosfera de Ar.
J.H.Lee, J.S.Yi, K.J. Yang , J.H.Park si R.D.Oh au studiat straturile subtiri de CdS obtinute prin metoda depunere chimicǎ din solutie. S-a folosit un amestec de acetat de amoniu si thiourea in mediu alcalin produs de atomii de cadmiu si sulf. Temperatura amestecului a fost mentinutǎ la 750C in timpul depunerii si pH solutiei a fost de aproximativ 10.5-11.
Straturile de CdS au fost dopate de bor. Doparea s-a realizat prin adǎugarea acidului boric ca sursǎ de dopant in solutie. Toate straturile de CdS au grosimea de aproximativ 3000Å si prezintǎ o bunǎ reproductibilitate. In difractogramele de radiatii X pentru straturile de CdS dopate cu bor apar mai multe maxime de difractie asociate cu bor-cubic si fazei hexagonale a CdS.
J.N.Ximello-Quiebras si colaboratorii au depus straturi de CdS prin pulverizare magnetron de r.f. S-a folosit ca substrat sticlǎ acoperitǎ cu SnO2 ۠F. Depunerea a avut loc in urmǎtoarele conditii: temperatura substratului a fost de 2500C, timpul de depunere 60 minute, atmosfera de Ar.
J.H.Lee, J.S.Yi, K.J. Yang , J.H.Park si R.D.Oh au studiat straturile subtiri de CdS obtinute prin metoda depunere chimicǎ din solutie. S-a folosit un amestec de acetat de amoniu si thiourea in mediu alcalin produs de atomii de cadmiu si sulf. Temperatura amestecului a fost mentinutǎ la 750C in timpul depunerii si pH solutiei a fost de aproximativ 10.5-11.
Straturile de CdS au fost dopate de bor. Doparea s-a realizat prin adǎugarea acidului boric ca sursǎ de dopant in solutie. Toate straturile de CdS au grosimea de aproximativ 3000Å si prezintǎ o bunǎ reproductibilitate. In difractogramele de radiatii X pentru straturile de CdS dopate cu bor apar mai multe maxime de difractie asociate cu bor-cubic si fazei hexagonale a CdS.
J.N.Ximello-Quiebras si colaboratorii au depus straturi de CdS prin pulverizare magnetron de r.f. S-a folosit ca substrat sticlǎ acoperitǎ cu SnO2 ۠F. Depunerea a avut loc in urmǎtoarele conditii: temperatura substratului a fost de 2500C, timpul de depunere 60 minute, atmosfera de Ar.
J.H.Lee, J.S.Yi, K.J. Yang , J.H.Park si R.D.Oh au studiat straturile subtiri de CdS obtinute prin metoda depunere chimicǎ din solutie. S-a folosit un amestec de acetat de amoniu si thiourea in mediu alcalin produs de atomii de cadmiu si sulf. Temperatura amestecului a fost mentinutǎ la 750C in timpul depunerii si pH solutiei a fost de aproximativ 10.5-11.
Straturile de CdS au fost dopate de bor. Doparea s-a realizat prin adǎugarea acidului boric ca sursǎ de dopant in solutie. Toate straturile de CdS au grosimea de aproximativ 3000Å si prezintǎ o bunǎ reproductibilitate. In difractogramele de radiatii X pentru straturile de CdS dopate cu bor apar mai multe maxime de difractie asociate cu bor-cubic si fazei hexagonale a CdS.
T. Nakanishi, K.Ito au folosit metoda depunere chimicǎ din solutie pentru a obtine straturi subtiri de CdS. S-a folosit ca material de bazǎ o solutie apoasǎ de sare de Cd, sare de amoniu si thiourea. S-au studiat douǎ tipuri de esantioane:
1. strat depus la temperatura de 600C
2. strat depus la temperatura de 400C
3. strat depus la temperatura de 400C
4. strat depus la temperatura de 400C
a) strat depus la temperatura de 400C
b) strat depus la temperatura de 400C
c) strat depus la temperatura de 400C
d) strat depus la temperatura de 400C
