化学浴法による硫化及びセレン化カドミウム薄膜の低温合成

化学浴法低温合成硫化镉和硒化镉薄膜

基本信息

批准号：
08750979
负责人：
山本修
金额：
$ 0.64万
依托单位：
Kanagawa Institute of Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
财政年份：
1996
资助国家：
日本
起止时间：
1996 至无数据
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-08750979/
关键词：
硫化カドミウムセレン化カドミウム液相合成

项目摘要

酢酸カドミウム水溶液にアンモニアあるいはトリエタノールアミンを加えてカドミウム錯塩水溶液を調製し、そこに硫化剤としてチオ尿素水溶液を加えた後、70℃で3時間保持して結晶質CdS微粒子を合成した。得られたCdS微粒子の結晶構造は、アンモニア配位の場合に立方晶閃亜鉛鉱型、トリエタノールアミンの場合に六方晶ウルツ鉱型、それらの混合配位で2相共存となった。そして、保持温度による構造変化が認められなったことから、カドミウムの硫化反応速度を制御することによってCdSの結晶構造が変化することが明らかとなった。また、得られたCdSの形態も硫化反応速度の影響を受け、トリエタノールアミン配位では0.2μmの球状粒子、アンモニア配位では50μmの花弁状であった。これらの結果に基づいて確立したCdS薄膜形成条件は、配位子を混合配位とし、保持温度及び時間を70℃及び3時間とすることであった。得られた薄膜の導電率は、紫外光照射により増大することが分かった。塩化カドミウムを種々のカルボン酸ナトリウム水溶液に溶かし、カドミウム錯塩水溶液を調製した。セレノウレア(SU)溶液は、セレンの酸化防止剤である亜硫酸ナトリウム水溶液にセレノウレアを溶かして調製した。これら2液を混合し、種々の温度及び時間保持することにより結晶質CdSe微粒子を合成した。得られたCdSe微粒子の結晶構造は、60℃で立方晶閃亜鉛鉱型であり、温度の上昇に伴い六方晶ウルツ鉱型になり、配位子の違いによる結晶構造への影響は認められなかった。また、原料モル比を変えることによりCdSeの化学組成が制御できることが明らかとなった。Cd:Seの比が7:3及び5:5の組成の六方晶ウルツ鉱CdSeについて、バンドギャップを測定した結果、5:5の比のサンプルのバンドギャップは1.74eV、7:3のサンプルは1.42eVであった。1.74eVのバンドギャップはSeの4p軌道からCdの5s軌道への電子遷移に帰属でき、1.42eVのバンドギャップはカドミウムリッチによりドナー準位が形成したためと考えられた。

向醋酸镉水溶液中添加氨或三乙醇胺，制备镉络合物盐水溶液，添加硫脲水溶液作为硫化剂后，在70℃下保持3小时，合成结晶CdS微粒。。所得CdS微粒的晶体结构在氨配位的情况下为立方闪锌矿型，在三乙醇胺的情况下为六方纤锌矿型，以及它们的混合配位，导致两相共存。由于没有观察到由于保持温度而导致的结构变化，因此清楚了可以通过控制镉的硫化反应速率来改变CdS的晶体结构。所得CdS的形貌也受硫化反应速率的影响，三乙醇胺配位时为0.2μm球形颗粒，氨配位时为50μm花瓣状颗粒。基于这些结果建立的CdS薄膜形成条件为配体混合配位，保持温度和时间为70℃和3小时。发现所获得的薄膜的电导率通过紫外线照射而增加。将氯化镉溶解在各种羧酸钠水溶液中，制备镉络盐水溶液。将硒脲溶解在亚硫酸钠水溶液中制备硒脲（SU）溶液，亚硫酸钠是硒的抗氧化剂。通过将这两种液体混合并在不同的温度和时间下保持，合成了结晶 CdSe 细颗粒。所得到的CdSe微粒的晶体结构在60℃下为立方闪锌矿型，随着温度的升高而转变为六方纤锌矿型，并且没有观察到配体差异对晶体结构的影响。研究还表明，CdSe的化学成分可以通过改变原料的摩尔比来控制。测量Cd:Se比例为7:3和5:5的六方纤锌矿CdSe的带隙为1.42eV。 1.74 eV 的带隙可归因于从 Se 的 4p 轨道到 Cd 的 5s 轨道的电子跃迁，而 1.42 eV 的带隙被认为是由于镉富集而形成的施主能级。