Электроосаждение сульфидов и селенидов

[novitatis avidus]

Пытаюсь найти способ электрохимического осаждения плотных плёнок сульфида и селенида свинца(II) на алюминиевую подложку. Испробовал электролиз (вольтометрию) по 3-электродной схеме из электролита Pb(NO₃)₂ + Na₂S₂O₃ (Ph < 1). Выделившийся PbS лежал кое-где мультикристаллическими конгломератами на поверхности Al-катода и смывался простой струёй воды. На вольтаграмме увидел предполагаемое растворение нативной окс. плёнки Al₂O₃, а затем, и травление(???) алюминия. Как мне сохранить мой субстрат и заставить сульфид (или, потом , селенид) ложиться на него плотной плёнкой? Буду рад узннать ваш совет и обсудить детали.

[tvv385]

Ну, во-первых - а для чего все это? (уж не фотовольтаику ли собираетесь делать электрохимически? )

 

А во-вторых, с чего вы взяли, что получиться на алюминий вообще что-то осадить в водном электролите?

(я не хочу сказать что это вообще не возможно - но чтобы взяться за такую наглость,

нужно для этого иметь какие-то основания и идеи как бороться с общепризнанными "проблемами" и "невозможностью")

 

 

Кстати, и на кремний тоже считается что с водным электролитом лучше не связываться.

(а вот на арсениде галлия водный электролит можно использовать даже в полупроводниковом производстве)

[novitatis avidus]

Ну, во-первых - а для чего все это? (уж не фотовольтаику ли собираетесь делать электрохимически? )

 

А во-вторых, с чего вы взяли, что получиться на алюминий вообще что-то осадить в водном электролите?

(я не хочу сказать что это вообще не возможно - но чтобы взяться за такую наглость,

нужно для этого иметь какие-то основания и идеи как бороться с общепризнанными "проблемами" и "невозможностью")

 

 

Кстати, и на кремний тоже считается что с водным электролитом лучше не связываться.

(а вот на арсениде галлия водный электролит можно использовать даже в полупроводниковом производстве)

 

По-порядку:

1. Почти угадали. Для оптоэлектроники. Замечательно IR ловят эти вещества.

2. Я - не электрохимик, мне ваши комплексы пока не ведомы. А если по делу, то процесс осаждения - катодный. Это должно было быть защитой Al. Есть (и достаточно много в период 90х-10х) сообщений об осаждении сульфидов и селенидов на титан, ITO и другие весьма эл.-хим. нежные материалы.

3. Ни с кремнием, ни с арсенидом галлия не хочу. С алюминием хочу. ;-)

 

А где почитать об общепризнанных "проблемах" и "невозможности"?

[Гость derba]

По-порядку:

1. Почти угадали. Для оптоэлектроники. Замечательно IR ловят эти вещества.

2. Я - не электрохимик, мне ваши комплексы пока не ведомы. А если по делу, то процесс осаждения - катодный. Это должно было быть защитой Al. Есть (и достаточно много в период 90х-10х) сообщений об осаждении сульфидов и селенидов на титан, ITO и другие весьма эл.-хим. нежные материалы.

3. Ни с кремнием, ни с арсенидом галлия не хочу. С алюминием хочу. ;-)

 

А где почитать об общепризнанных "проблемах" и "невозможности"?

Покрыть подслой никеля или меди на алюминий, такие вопросы на форуме решались. Воспользуйтесь поиском, вот к примеру:

http://forum.xumuk.ru/index.php?showtopic=94109&st=0&p=502331&hl=алюминий&fromsearch=1entry502331

http://forum.xumuk.ru/index.php?showtopic=22247&st=0&p=119838&hl=алюминий&fromsearch=1entry119838

[novitatis avidus]

Покрыть подслой никеля или меди на алюминий, такие вопросы на форуме решались. Воспользуйтесь поиском, вот к примеру:

http://forum.xumuk.ru/index.php?showtopic=94109&st=0&p=502331&hl=алюминий&fromsearch=1entry502331

http://forum.xumuk.ru/index.php?showtopic=22247&st=0&p=119838&hl=алюминий&fromsearch=1entry119838

благодарю. пошёл искать.

[novitatis avidus]

благодарю. пошёл искать.

Ни исключаю, что плохо искал. Но, полистав пару сотен страниц форума, так ничего релевантного и не нашёл. Алюминий очень востребованный метал и вопросов по нему много. Беда в том, что все они - не те, что меня итересуют.

 

Считаю вопрос до сих пор открытым.

Изменено 27 Сентября, 2011 в 09:17 пользователем novitatis avidus

[Гость derba]

Ни исключаю, что плохо искал. Но, полистав пару сотен страниц форума, так ничего релевантного и не нашёл. Алюминий очень востребованный метал и вопросов по нему много. Беда в том, что все они - не те, что меня интересуют.

 

Считаю вопрос до сих пор открытым.

Я понял, у Вас тиосульфат натрия, азотнокислый свинец, и PH<1, т.е сильнокислая среда, а тиосульфат в такой среде разлагается до серы и сернистого газа.

Na2S2O3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2S2O3

H2S2O3 → H2O+SO2↑+ S↓

 

А чем Вам не подходит покрытие цинком, а по нему уже сульфид свинца?

[novitatis avidus]

Я понял, у Вас тиосульфат натрия, азотнокислый свинец, и PH<1, т.е сильнокислая среда, а тиосульфат в такой среде разлагается до серы и сернистого газа.

Na2S2O3 + H2SO4 → Na2SO4 + H2S2O3

H2S2O3 → H2O+SO2↑+ S↓

 

А чем Вам не подходит покрытие цинком, а по нему уже сульфид свинца?

Да, вы правильно меня поняли. На катоде должно происходить выделение металлическокого свинца, который тут же вступает в реакцию с выделившейся из раствора серой до образования PbS. Цинк имеет другие физические свойства. Более того - усложняется технология осаждения других слоёв.

[Гость derba]

Да, вы правильно меня поняли. На катоде должно происходить выделение металлическокого свинца, который тут же вступает в реакцию с выделившейся из раствора серой до образования PbS. Цинк имеет другие физические свойства. Более того - усложняется технология осаждения других слоёв.

Мне кажется, как вы хотите не получится. В кислой среде у Вас моментально разложится тиосульфат, и получить сульфид свинца не удастся, будет каша.

Я бы делал так:

электрохимическим способом нанес бы слой меди по алюминию.

(Свинец менее активный металл, чем алюминий и будет выпадать контактно, надо подслой меди).

Меднение должно быть матовым. держать минут 5 в растворе азотнокислого свинца, затем промыть и в раствор сульфида натрия, там держать мин. 5.

Затем опять промыть и в раствор нитрата свинца, так повторив раз 5-10 можно нарастить довольно толстую пленку. Таким способом (сульфид меди и цинка) формируют электропроводящий слой на пластике, а по этому слою уже наращивают металл.

[novitatis avidus]

Мне кажется, как вы хотите не получится. В кислой среде у Вас моментально разложится тиосульфат, и получить сульфид свинца не удастся, будет каша.

Я бы делал так:

электрохимическим способом нанес бы слой меди по алюминию.

(Свинец менее активный металл, чем алюминий и будет выпадать контактно, надо подслой меди).

Меднение должно быть матовым. держать минут 5 в растворе азотнокислого свинца, затем промыть и в раствор сульфида натрия, там держать мин. 5.

Затем опять промыть и в раствор нитрата свинца, так повторив раз 5-10 можно нарастить довольно толстую пленку. Таким способом (сульфид меди и цинка) формируют электропроводящий слой на пластике, а по этому слою уже наращивают металл.

Вы мне предлагаете упрощённый Chemical Bath Deposition. И не на алюминий, а на медь. Для меня что медь, что цинк - совсем другие металлы с другими, чем у алюминия свойствами. Как раз сегодня я попробую такое нанесение с K₂[Pb(OH)₄] и серной водой напрямую на (термически в водном пару) окисленный алюминий. Отпишусь, что получится.

А изначально я пытался переложить эксперимент из приложеной статьи.

2001 - Nanda, Sahu - One-Dimensional Quantum Confinement in Electrodeposited PbS Nanocrystalline Semiconductors - Advanced Materials.pdf

Изменено 27 Сентября, 2011 в 15:30 пользователем novitatis avidus