Применение метода лазерной интерферометрии для определения скорости роста тонких пленок CdSe в процессе электролиза
Saved in:
| Date: | 1983 |
|---|---|
| Main Authors: | , , |
| Format: | Article |
| Language: | Russian |
| Published: |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України
1983
|
| Series: | Украинский химический журнал |
| Subjects: | |
| Online Access: | https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/182419 |
| Tags: |
Add Tag
No Tags, Be the first to tag this record!
|
| Journal Title: | Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| Cite this: | Применение метода лазерной интерферометрии для определения скорости роста тонких пленок CdSe в процессе электролиза / А.Т. Васько, Е.М. Циковкин, Ю.С. Краснов // Украинский химический журнал. — 1983. — Т. 49, № 2. — С. 156-159. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
Institution
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine| id |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-182419 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| spelling |
nasplib_isofts_kiev_ua-123456789-1824192025-02-09T14:23:43Z Применение метода лазерной интерферометрии для определения скорости роста тонких пленок CdSe в процессе электролиза Application of the Method of Laser Interferometry for Determining the Growth Rate of Thin CdSe Films in Electrolysis Васько, А.Т. Циковкин, Е.М. Краснов, Ю.С. Электрохимия 1983 Article Применение метода лазерной интерферометрии для определения скорости роста тонких пленок CdSe в процессе электролиза / А.Т. Васько, Е.М. Циковкин, Ю.С. Краснов // Украинский химический журнал. — 1983. — Т. 49, № 2. — С. 156-159. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. 0041–6045 https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/182419 535.417:541.135:546.23. ru Украинский химический журнал application/pdf Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| institution |
Digital Library of Periodicals of National Academy of Sciences of Ukraine |
| collection |
DSpace DC |
| language |
Russian |
| topic |
Электрохимия Электрохимия |
| spellingShingle |
Электрохимия Электрохимия Васько, А.Т. Циковкин, Е.М. Краснов, Ю.С. Применение метода лазерной интерферометрии для определения скорости роста тонких пленок CdSe в процессе электролиза Украинский химический журнал |
| format |
Article |
| author |
Васько, А.Т. Циковкин, Е.М. Краснов, Ю.С. |
| author_facet |
Васько, А.Т. Циковкин, Е.М. Краснов, Ю.С. |
| author_sort |
Васько, А.Т. |
| title |
Применение метода лазерной интерферометрии для определения скорости роста тонких пленок CdSe в процессе электролиза |
| title_short |
Применение метода лазерной интерферометрии для определения скорости роста тонких пленок CdSe в процессе электролиза |
| title_full |
Применение метода лазерной интерферометрии для определения скорости роста тонких пленок CdSe в процессе электролиза |
| title_fullStr |
Применение метода лазерной интерферометрии для определения скорости роста тонких пленок CdSe в процессе электролиза |
| title_full_unstemmed |
Применение метода лазерной интерферометрии для определения скорости роста тонких пленок CdSe в процессе электролиза |
| title_sort |
применение метода лазерной интерферометрии для определения скорости роста тонких пленок cdse в процессе электролиза |
| publisher |
Інститут загальної та неорганічної хімії ім. В.І. Вернадського НАН України |
| publishDate |
1983 |
| topic_facet |
Электрохимия |
| url |
https://nasplib.isofts.kiev.ua/handle/123456789/182419 |
| citation_txt |
Применение метода лазерной интерферометрии для определения скорости роста тонких пленок CdSe в процессе электролиза / А.Т. Васько, Е.М. Циковкин, Ю.С. Краснов // Украинский химический журнал. — 1983. — Т. 49, № 2. — С. 156-159. — Бібліогр.: 4 назв. — рос. |
| series |
Украинский химический журнал |
| work_keys_str_mv |
AT vasʹkoat primeneniemetodalazernojinterferometriidlâopredeleniâskorostirostatonkihplenokcdsevprocesseélektroliza AT cikovkinem primeneniemetodalazernojinterferometriidlâopredeleniâskorostirostatonkihplenokcdsevprocesseélektroliza AT krasnovûs primeneniemetodalazernojinterferometriidlâopredeleniâskorostirostatonkihplenokcdsevprocesseélektroliza AT vasʹkoat applicationofthemethodoflaserinterferometryfordeterminingthegrowthrateofthincdsefilmsinelectrolysis AT cikovkinem applicationofthemethodoflaserinterferometryfordeterminingthegrowthrateofthincdsefilmsinelectrolysis AT krasnovûs applicationofthemethodoflaserinterferometryfordeterminingthegrowthrateofthincdsefilmsinelectrolysis |
| first_indexed |
2025-11-26T19:25:51Z |
| last_indexed |
2025-11-26T19:25:51Z |
| _version_ |
1849882213721571328 |
| fulltext |
~ Отсюда следует, что формирование вида температурной эависимости
общей электропроводности зависит от соотношения слагаемых в скобках.
При VиdЕки > vэл~Екэn проводник имеет «электролитоподобный» характер
температурной зависимости х, при v ~Eu < v I1Ех -полупроводниковый.
и "'И эл вл
Граничной является точка, в которой v ~E'X ~ 'v f1Ехэ или, иначе, "'н ~
1 (
dЕхэ.n ) и и эn л
~ / 1+ I!J.Ехи . • Поскольку обычно f!Ехэл в несколько раз больше, чем
!!Ex Jt , то даже при значительном преобладании ионного вклада" в общей
проводимости ('Vи > 0,5) основное влияние на формирчвание вида ее тем ..
пературной зависимости оказывает полупроводниковая составляющая. Лишь
при VИ ~ 0,9 И более температурная зависимость электропроводности nри
обретает характер, типичный для расплавленного чисто ионного проводника.
1. Великанов А. А. Электронно-ионная проводимость неметаллических расплавов.
Ионные расплавы, 1974, вып. 2, с. 146-159.
2. Зинченко В. Ф., Великанов А. А., Шевчук п. п. Исследование ионного переноса в
расплавленных халькогенидах таЛJIИЯ.- Докл. AI-I УССР. Сер. Б, 1975, Х2 5, с. 437
439.
3. Великанов А. А., Зинченко В. Ф. Природа транспорта тока в халькогенидных распла
вах.- В КН.: V Всесоюзное совещание по электрохимии: Тез. докл. Iv\., 1975, ч. 1,
С.27-29.
4. Транспорт тока в халькогенндных расплавах / А. А. Великанов, Т. А. Кусницына,
о. Н. Мустяца, В. Ф. Зинченко.- В КН.: Структура и свойства пекрисгаллических
полупроводников. л. : Наука, 1976, с. 366-369.
Киевский
автомобильно-дорожный институт
удк. 535.417:541.135:546.23.
Поступила
22 декабря 1981 г.
Рис. 1. Интерференция света в расту
щей пленке CdSe, представленная в
виде зависимости тока фотодатчика
от времени электролиза.
ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ЛАЗЕРНОй ИНТЕРФЕРОМЕТРИИ
ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СКОРОСТИ РОСТА ТОНКИХ ПЛЕНОК
CdSe В ПРОЦЕССЕ ЭЛЕКТРОЛИЗА
А. Т. Васько, Е. М. Циковкин, ю. с. Краснов
Скорость роста полупроводниковых пленок является важным кинети
ческим параметром, позволяющим получать информацию о закономер
ностях электрохимического синтеза полупроводников, а также о свой
ствах получаемого материала. В данной работе рассматривается воз-
можность применения лазерной интерферометрии для определения тол
ЩИНЫ тонких пленок CdSe и оценки скорости роста этих пленок на
Еотн. efJ.
L,omu.eiJ.
различных подложках в процессе электролиза. Применение этого мето
да позволяет получать информацию о толщине покрытия непосредст
венно в процессе электролиза, что важно для изучения кинетики элект
роосаждения CdSe и управления этим процессом. Использование лазер
ной интерферометрии дает возможность исключить, например, такие
проблемы весового метода, как адгеэия полупроводникового слоя к
подложке, определение истинной поверхности электрода, высушивание
образцов и другие. Метод лазерной интерферометрии основан на ре
гистрации интерференционных эффектов, возникающих в твердых плен-
156 УКРАИНСКИй химичвскии ЖУРНАЛ, 1983, т. 49, Nq 2
ках при падении лазерного луча (максимумы и минимумы). Эти эффек..
ты могут наблюдаться как в проходящем, так и в отраженном свете,
в нашем случае они фиксировались в отраженном свете и представле
ны в виде синусоидальной затухающей зависимости тока фотодатчика
от времени: 1=/(,;) (рис. 1), что соответствует интерференции в по
глощающих пленках [1]. Определив количество интерференционных
максимумов по кривой 1=f (т), можно рассчитать толщину пленки [2]:
~= 'Ak (1)
2 (n2 - sin 2 8)1/2 '
где ~ - толщина пленки, мкм; 'А - длина волны света лазерного луча,
мкм; k - количество максимумов; п - коэффициент преломления плен-
Ц3
{},2
0,1
E--_--J-_-~--L-
/6 L,ИIJН
(3)
(4)
Рис. 2. Схема экспериментальной установки: 1 - лазер; 2 - электрохимическая ячейка;
3 - потенциостат; 4 - фотодатчик: 5 - регистрирующий потенциометр.
Рис. 3. Зависимость толщины пленки CdSe от времени электролиза: 1 - на подложке
из титана Втl; 2 - из стекла, покрытого Sn02.
ки; е - угол падения лазерного луча, град. При малых углах е допу
стимо с хорошим приближением использовать формулу
лk
~ ~ 2n · (2)
Принципиальная схема экспериментальной установки представле
на на рис. 2. Она включает лазер ЛГ-209, светопроницаемую электро
химическую ячейку, источник стабилизированного питания - потенцио ..
сгат П-5827М, кремниевый фотодатчик и регистрирующее устройство
потенциометр планшетного типа ПДП4-002. Электроосаждение прово
дили в 2 М сернокислом электролите, содержащем 0,003 г·ион/л SеОз2
и 0,03 г- ионjл Cd 2+ [3] на подложках из титана Вт1 и стекла, покры
того слоем Sn02' Начальная плотность тока составляла 2 мА/см2, тем
пература 20+0,50. Получаемые в таком режиме осадки по данным рент
генофазового анализа и фотоэлектрохимических исследований представ
ляют собой слои селенида кадмия, близкие по составу к стехиометри
ческому CdSe.
Результаты экспериментов и рассчитанные по ним данные приве
дены ниже, при этом значения величин, входящих в формулы (1) и (2),
составили: л=0,63 мкм; kB T 1=4; ksno2=5; n=3,95:
~it МКМ 'ч- МИН l1i' МКМ 'tl' М н
Подложка из стекла, Подложка из титана
поирытого зьо, 0,081 5,4 в-т 0,081 3,2
0,162 11,1 0,162 7,4
0.,244 16,6 0,244 14,1
0,325 22~O 0,325 24,4
0,404 27,5
Зависимость толщины пленки CdSe от времени электролиза пред
ставлена на рис. 3 и в виде эмпирических уравнений для подложек из
титана Вт} и стекла, покрытого Sn02:
~ ~4046.10-2.'to.664.
Втl- , ,
L\Sn02~ 1,47 .10-2
. 't ,
;УI\РАИIIСКИй ХИМИЧЕСКИй )КУРНАЛ, 1983, Т. 49, N2 2 157
(8)
(9)
где ~BTl, ~Sn02 - толщина пленок CdSe на подложках из Вт! и Sn02
соответственно,мкм; т - время электролиза, МИН.
Адекватность зависимости d=f(.:) уравнению ~=C·'t'd установлена
с помощью метода выравнивания, при котором эта зависимость в коор
динатах Yi=lg di, Xi= 19 'ti представляет собой прямую, описываемую
уравнением y=lg а+Ьх, справедливым для любого полученного значе..
ния di И 't'i (а и Ь - некоторые константы). Коэффициенты с=4,О46х
Х 10-2, d=O,664, входящие в уравнение (3), рассчитаны методом сред
них, путем решения системы уравнений:
{
У! + У2 = 21g с + d (Х1 -+- X2~; (5)
уз + у" = 21g с + d (хз + Х4) , (6)
где X1t.•. ,4 = х, = Ig"'ti ; Уl, ...,4 = Yi = 19 dio
Скорость роста пленки CdSe на подложке из стекла, покрытого
Sn02, определяется как первая производная по времени от функ
ции (4):
V д~SJl02 t 1 7 1 -2 (7
Sl10 2 = -a~=cons = ,4 · О )
и является независимой от времени величиной, в то время как на ти
тане Вт! она зависит от времени электролиза:
V - д~~ __ д (4,046· 10-2 · '{Оо664) _ 2 69. 10-2. -0.336
Вт1 - дт - дт - , ' 't ,
где VBTl и VSI102 - скорость роста пленки CdSe на Вт! и Sn02 соответ
ственно. мкм/мин. Если рассматривать изменение скорости с течением
времени как величину, противоположную по знаку ускорению, то есть
как торможение процесса роста пленки, то можно записать
f =- дVвт\ -- д2(4.046.10-
z
. ,;о .664 ) -904.10-3 -1.336
Вт! дх - дт2 - , • '{..; ,
где fBT! - торможение процесса на Вт1, мим/мин".
Анализ кривой 1= f (т) показывает (см. рис. 1), что информация о
толщине и скорости роста пленки селенила кадмия может быть получе
на лишь в начальный период ее роста, когда толщина еще мала и поз
воляет зарегистрировать отраженный световой сигнал. Это соответству
ет времени электролиза 25 МИН. Из-за значительного поглощения света
слоем CdSe с увеличением его толщины интенсивностьотраженного сиг
нала ослабевает, что приводит к затуханию синусоидальной зависимо
сти 1=f (Т). Верхний предел толщины, определяемой данным методом,
ограничивается экспериментальными возможностями регистрации ИН
терференционных максимумов или минимумов отраженного светового
сигнала, интенсивность которого по мере роста пленки уменьшается.
Таким образом, в условиях получения тонких слоев селенида кадмия
метод лазерной интерферометрии [4] является вполне надежным и це
лесообразным. Он позволяет определять толщину пленок CdSe в любой
момент времени электролиза, а также оценивать скорость роста пленки.
Анализ уравнений (3) и (4) указывает на различный характер кинети
ки процегсв электрохимического осаждения тонких слоев CdSe на ти
тане и стекле, покрытом Sn02. Зависимость скорости роста пленки от
времени на титане Вт Г, вероятно, обусловлена увеличением сопротив
.тсния электрода вследствие растущего слоя полупроводника и, следо
ватсльно, замедлением скорости электроосаждения. Постоянная ско
рость процесса электроосаждения CdSe на стекле, покрытом Sn0 2,
очевидно, вызвана установлением некоторого стационарного состояния
как следствия двух противоположно направленных процессов: пер
вый - уменьшение сопротивления электрода из-за эффекта шунтирова
ния слоя Sn02 (с большим удельным сопротивлением) растущим слоем
CdSe (с меньшим удельным сопротивлением) и второй - увеличение
158 УКРАИНСКИv{ химичвскии жьт-нхл, 1983, Т. 49, N<1 ~
сопротивления электрода по мере увеличения толщины полупроводни
кового слоя CdS~. Анализируя характер изменения скорости роста
пленки полупроводника, можно получать информацию о ряде его
свойств, что дает возможность использовать метод лазерной интерфе
рометрии для прогнозирования электрохимических параметров полу
проводникового материала на стадии его получения.
1. Конвей Б. Е. Специальные методы изучения электродных пропессов и электрохими
ческой адсорбции.- В КН.: Методы измерения в электрохимии. М.: Мир, 1977, т. 1,
С.396-575.
2. Di Quarto Р., Di Paola А., Sunseri с. I<inetics of growth of amorphous WОз anodic
films оп tungsten.- J. Electrochem. Soc., 1980, 127, N 5, р. 1016-1019.
3. Пат. 4,064,326 (США). Photoelectrochemical ce1l containing chalcogenide redox соцр!е
and having storage capability I 1. Manassen. - Опубл. 20.12.77.
4. Глидкия О. П., Густов А. Е. Устройства и методы фотометрического контроля в
технологии производства ИС.-М.: Радио и связь, 1981.-112 с.
Институт общей и неорганической химии
AI-I УССР
мдк 541.135.3:669.872.3
ВЫХОД ПО ТОКУ ИНДИЯ И ОЛОВА
ПРИ ЭЛЕКТРОЛИЗЕ ХЛОРИДНЫХ РАСПЛАВОВ
А. А. Омельчук, В. Н. Горбач, о. г. 3арубицкий
Поступила
30 марта 1982 г.
Выход по току является важной характеристикой технического элект
ролиза. Известно [1], что на выход металлов по току влияют плот..
насть тока, температура, природа металла, геометрия электролизной
ванны и др., однако характер влияния этих факторов однозначно не
установлен. При электрохимическом растворении многих металлов в
хлоридных расплавах образуются ионы разной валентности, что также
сказывается на величине выхода по току.
Цель настоящей работы - изучить влияние электродных плотно ..
стей тока, взаимного расположения электродов на катодный и анодный
выходы по току индия и олова, а также определить валентное состоя
ние ионов этих металлов, участвующих в электродных процессах. Опы
ты по электролизу выполняли с жидкими металлическими электродами
при температуре 2400 в атмосфере аргона. В качестве материала элек
тродов использовали индий Ин-ОО или олово марки «ч. Д. а.». Электро
литом служила тщательно обезвоженная эвтектическая смесь состава,
мол. о/о: ZnC12 60 - КСl 20 - NaCI 20 с температурой плавления 2030,
содержащая в качестве электромоторного вещества хлорид соответст
вующего металла в количестве 40 мас. о/о. Электролизер представлял
собой алундовый цилиндрический стакан, который служил емкостью
для расплава-электролита. Внутри него устанавливали два цилиндриче ..
ских стакана из пирексового стекла, в дно которых были вварены мо
либденовые токоподводы. Стаканы служили емкостями для катодного
и анодного металла. Электролиз проводили в гальваностатистических
условиях, количество электричества определяли медным кулоно
метром.
Результаты исследований катодного и анодного выходов по току
приведены в табл. 1. По величине выхода по току, используя закон
Фарадея, определяли среднюю валентность металла. Для исключения
случайных ошибок, обусловленных саморастворением металла в иссле
дуемых расплавах, последние перед измерениями в течение часа вы
держивали над расплавленным металлом, затем подвергали предвари
тельному электролизу. В контрольных опытах определяли коррозию
УКРАИНСКИй химичвскии Ж~ТРНАЛ, 1983, т. 49, N2 2 159
|