Vol. 46 (2010), Issue 5, p. 77-84

ELECTRICAL PROCESSES IN ENGINEERING AND CHEMISTRY

Optical and Microstructural Properties of Chemically Deposited Mercury Cadmium Sulphide Thin Films

Lendave S. A., Deshmukh L. P.

Abstract

УДК 621.472:629.78

 

Simple, scalable, extremely convenient and idegeneously developed solution growth technique is used to synthesize a series of Hgx Cd1-x S thin films for 0 ≤ x ≤ 0.25. The basic source materials were cadmium sulphate, mercuric chloride, and thiourea with TEA and ammonia as the complexing agents. The preparation parameters such as growth temperature (60˚ C), growth time (90 mins), reaction pH (10.8 ± 0.2 ), rate of mechanical churning (70 ± 2), etc., were optimized. The as-grown films were tightly adherent to the substrate support, smooth, relatively uniform and diffusely reflecting with colour changing through yellowish red to yellowish lead-gray. The terminal layer thicknesses were measured for all the deposits and found to be decreased continuously with increase in [x]. The XRD studies (2θ = 10o to 800) were also carried out to know the structure of these films. It was observed that the samples are polycrystalline in nature and exhibit dominant hexagonal wurtzite type crystal structure. The analysis of the optical absorption data (300 - 1000 nm) showed that the optical band gap is of the direct type and the energy gap , Eg, decreased typically from 2.42 to 1.75 eV as x was increased from 0 to 0.25. Scanning electron microscopy showed that the HgCdS deposits appeared to be a network of polycrystals of mixed, irregular shapes and sizes with size decreased with increasing Hg content in CdS.

 

Простой, масштабируемый, очень удобный и оригинальный метод используется для синтеза ряда тонких пленок Hgx Cd1-x S, где 0 ≤ x ≤ 0,25. Основными исходными материалами служили сульфат кадмия, хлорид ртути, тиомочевина и аммоний как комплексообразующие соединения. Были оптимизированы такие параметры производства, как температура роста (60 0C), время роста (90 мин), показатель pH (10,8 ± 0,2), скорость механического перемешивания (70±2). Выращенные подобным способом пленки плотно прилегали к подложке, были гладкими, относительно однородными, диффузный отраженный свет менялся от желтовато-красного до желтовато-серого. Конечная толщина слоя измерялась для всех покрытий, и, как оказалось, она уменьшается с уменьшением [x]. Рентгеновская дифрактоскопия (2θ = 10o to 800) проводилась для определения структуры этих пленок. Было найдено, что образцы имеют поликристаллическую природу с преобладанием гексагональной кристаллической структуры. Анализ данных оптической абсорбции (300-1000 нм) показал, что оптическая ширина запрещенной зоны имеет прямой вид и ширина запрещенной энергетической зоны Eg обычно уменьшалась с 2,42 эВ до 1,75 ЭВ при увеличении x от 0 до 0,25. Данные, полученные с помощью сканирующего электронного микроскопа, показали, что покрытия из HgCdS представляют собой сеть поликристаллов смешанного типа, неправильных форм и размеров, причем размеры кристаллов уменьшались с увеличением содержания ртути в сульфиде кадмия.

 

Download full-text PDF. 1598 downloads

Web-Design Web-Development SEO - eJoom Software. All rights reserved.