Спосіб нанесення напівпровідникової прозорої плівки сульфіду міді

1 Спосіб нанесення прозорої напівпровідникової плівки сульфіду МІДІ на діелектричну підкладку, шляхом висадження сульфіду МІДІ при взаємодії речовин, що містять мідь та сірку, який відрізняється тим, що нанесення проводять у рідкому середовищі, висадження проводять одночасно з утворенням сульфіду МІДІ В присутності кислоти аскорбінової, а як речовини, що містять мідь та сірку, використовують комплексну сполуку МІДІ (П) загальної формули [CuNH((CH2)2MX)2]A, де MX - 8-меркаптохінолшіл, А - будь-який аніон, що не утворює осаду, наприклад СІО^, т а сульфід натрію, висадження проводять на поверхню діелектричної підкладки, яку занурюють у свіжоприготовану суміш розчинів аскорбінової кислоти, сульфіду натрію та комплексу МІДІ при наступному ВМІСТІ компонентів суміші, 10 М кислота аскорбінова 25,00-58,00 сульфід натрію 1,2-1,5 [CuNH((CH 2 ) 2 MX) 2 ]A 0,2-0,3 витримують в ній протягом 15-35 хвилин, після чого підкладку з нанесеною плівкою вилучають з реакційної суміші, ретельно промивають та висушують 2 Спосіб за п 1, який відрізняється тим, що як діелектричну підкладку використовують скляну або поліетиленову платівку 3 Спосіб за пп 1, 2, який відрізняється тим, що для приготування суміші розчинів спочатку готують розчин [CuNH((CH 2 ) 2 MX) 2 ]A у полярному органічному розчиннику, 0,1 М розчин аскорбінової кислоти у воді, та 0,064 М розчин сульфіду натрію у воді, які змішують, додаючи у КІЛЬКОСТІ ВІДПОВІДНО 0,6-0,9 мл, 1,9-4,35 мл та 0,14-0,18 мл до певної КІЛЬКОСТІ дистильованої води, розрахованої таким чином, щоб загальний об'єм суміші становив 7,5 мл, що забезпечує необхідний вміст компонентів суміші 4 Спосіб за п 3, який відрізняється тим, що як полярний органічний розчинник використовують ацетонітрил або ацетон (О (О ю Винахід відноситься до способів нанесення напівпровідникових плівок шляхом ХІМІЧНОГО осадження покриття на підкладку, які можуть використовуватися для виготовлення електронних пристроїв, а також сенсорних пристроїв різних типів, зокрема напівпровідникових та п'єзокварцевих, а також юн-селективних електродів Відомий спосіб нанесення прозорої напівпровідникової плівки сульфіду МІДІ на підкладці [Пат США № 986697, МПК С23с// C23f] Спосіб включає нанесення на підкладку плівки реакційне здатної сполуки МІДІ ШЛЯХОМ напилення у вакуумі, нагрівання підкладки та наступну обробку цієї плівки сірковмісним газом з тривалістю, достатньою для перетворення принаймні частини поверхні плівки у сульфід МІДІ Спосіб забезпечує одержання тонких плівок сульфіду МІДІ товщиною 20-980x10 10 м, на діелектричній підкладці з оптичним пропусканням світла при 550нм від 52 до 98% (тобто світлопоглинанням 48-2%), та опором, у перерахунку на Ом/см2, в інтервалі 4,0-1255,5 Ом/см2 Спосіб має декілька стадій, потребує спеціальної складної апаратури Задача, що вирішується винаходом, полягає у розробці способу, який забезпечив би одностадійне одержання мідь-сульфідної прозорої плівки з аналогічними характеристиками, без використання складної апаратури за рахунок одночасного утворення сульфіду МІДІ та висадження 52266 його на підкладку шляхом проведення реакції у рідкій фазі Вирішення задачі полягає у способі нанесення прозорої напівпровідникової плівки сульфіду МІДІ на діелектричну підкладку шляхом висадження сульфіду МІДІ при взаємодії речовин, що містять мідь та сірку, у якому, ВІДПОВІДНО ДО винаходу, нанесення проводять у рідкому середовищі, висадження проводять одночасно з утворенням сульфіду МІДІ в присутності кислоти аскорбінової, а в якості речовин, що містять мідь та сірку використовують комплексну сполуку МІДІ (П) загальної формули [CuNH((CH2)2MX)2]A, де MX - 8-меркаптохінолшіл, А - будь-який аніон, що не утворює осаду, наприклад СІО4, та сульфід натрію, висадження проводять на поверхню діелектричної підкладки, яку занурюють у свіжеприготовану суміш розчинів аскорбінової кислоти, сульфіду натрію та комплексу МІДІ, при наступному ВМІСТІ компонентів суміші, 10 3 М кислота аскорбінова 25,0-58,0 сульфід натрію 1,2-1,5 [[CuNH((CH2)2MX)2]A 0,2-0,3, витримують в ній протягом 15-35 хвилин, після чого підкладку з нанесеною плівкою вилучають з реакційної суміші, ретельно промивають та висушують В якості діелектричної підкладки використовують скляну або поліетиленову платівку, яка попередньо ретельно очищена Для приготування суміші розчинів спочатку готують 2,5 10 3 М розчин [CuNH((CH2)2MX)2]A у полярному органічному розчиннику, наприклад в ацетонітрилі або ацетоні, 0,1М розчин аскорбінової кислоти у воді, та 0.064М розчин сульфіду натрію у воді, які змішують, додаючи у КІЛЬКОСТІ ВІДПОВІДНО 0,6-0,9мл, 1,9-4,35мл та 0,14-0,18мл до певної КІЛЬКОСТІ дистильованої води, розрахованої таким чином, щоб загальний об'єм суміші становив 7,5мл, що забезпечує необхідний вміст компонентів суміші Винахід ілюструють наступні матеріали Фіг 1 - Просторові структури, які існують в системі аскорбінова кислота - кисень повітрясполука МІДІ, для візуалізацм структур був доданий розчин барвника метиленового синього Спосіб нанесення структурованих високочутливих шарів сульфіду МІДІ (П) побудований на використанні просторових градієнтів концентрації реагентів, що створюються у системі "ХІМІЧНОГО осцилятору" - нелінійної хімічної реакції окислення аскорбінової кислоти киснем повітря, що каталізується іонами МІДІ, яка водночас реагує із сульфідом натрію, утворюючи плівку сульфіду МІДІ (II) Зміна керуючого параметру, в якості якого виступає концентрація аскорбінової кислоти, дозволяє одержати плівки сульфіду МІДІ З різними властивостями Електричний опір одержаних плівок визначали звичайним способом за допомогою вольтметру універсального цифрового В7-40/5 Інтенсивність світопоглинання плівок вимірювали на концентраційному фотоелектро-колориметрі КФК-2-УХЛ 4 2, використовуючи для порівняння чисту підкладку Приклад конкретного відтворення способу Скляну платівку розміром 20х20мм обробили концентрованим розчином гідроксиду калію, промили водою, обробили хромовою сумішшю, ретельно промили водою та дистильованою водою і висушили Наважку 0,1635г комплексної сполуки [CuNH((CH2)2MX)2]](CIO4)2 розчинили у ЮОмл ацетонітрілу для приготування 2,5x10 3 М розчину Наважку 1,7610г аскорбінової кислоти розчинили у ЮОмл ДВІЧІ дистильованої води для приготування 0,1 М розчину Наважку 0,2500г безводного сульфіду натрію розчинили у 50мл ДВІЧІ дистильованої води для приготування 0.064М розчину У скляній ємності з магнітною мішалкою змішали 3,25мл ДВІЧІ дистильованої води, 3,5мл розчину аскорбінової кислоти, 0,6мл розчину комплексної сполуки та 0,15мл розчину сульфіду натрію Свіжеприготовану суміш вилили у чашку Петрі діаметром 50мл, в якій попередньо горизонтально розташували оброблену скляну платівку, та витримали платівку у суміші протягом 25 хвилин Платівку з нанесеною плівкою сульфіду МІДІ промили етанолом до безбарвних змивів та ДВІЧІ дистильованою водою, висушили і вмістили на зберігання в ексикатор над п'ятиокисом фосфору в атмосфері аргону Дані, що характеризують залежність властивостей плівок від параметрів процесу їх нанесення, надані в таблиці Таблиця Параметри нанесення плівки CuS Електричний [CuNH((CH2) Аскорбінова Na2S Час витрим- опір, Ом/см2 кислота 10 3 2 МХ)2]А10 10 М ки хв 3 3 М М 0,20 1,3 46,7 25 51 0,25 1,2 25,0 15 125 0,30 58,0 35 4 1,5 Світопоглинання при 550нм ЗО 17 35 52266 ДП «Український інститут промислової власності» (Укрпатент) вул Сім'ї Хохлових, 15, м Київ, 04119, Україна ( 0 4 4 ) 4 5 6 - 2 0 - 90 ТОВ "Міжнародний науковий комітет" вул Артема, 77, м Київ, 04050, Україна (044)216-32-71