Глава I исследование электрофизических свойств и Анализ методов получения пленок (ZnSe) Х (SnSe ) 1-х §

§1.1. Физико- химические свойства и (SnSe₂)
Физические свойства SnSe и SnS на рисунке 2 показывают образование различных фотовольтаических соединений из-за координации олова (Sn) с медь (Cu), цинком (Zn), селеном (Se) и серой (S). Эти соединения считаются относительно обильными, менее токсичными и недорогими фотогальваническими поглотителями благодаря их подходящим оптоэлектронным свойствам. Настоящие авторы назвали эту группу соединений как оловянно-фотовольтаическое семейство. Среди этих соединений бинарные и тройные полупроводники, такие как SnS, SnSe и SnS (Se), обладают высоким потенциалом в фото гальванике благодаря простой управляемости стехиометрии аналогичных солнечным элементам на основе CdTe. В следующих разделах обсуждались физические свойства этих полупроводников. Система олова селениде (Sn-Se) относится к группе слоистых полупроводниковых соединений IV-VI. Исследование фазовой диаграммы показало существование трех основных фаз, таких как SnSe, SnSe₂ и Sn₂Se₃ [27]. Эти бинарные соединения проявляют n- или p-типа в зависимости от состава олова. Среди этих материалов SnSe является наиболее важным из-за его подходящих оптоэлектронных свойств для фотогальванических применений. Это соединение также известно как селенид олова и в виде серого твердого вещества. SnSe кристаллизуется в орторомбической кристаллической системе и подвергается структурному превращению в тетрагональную или кубическую структуру при высоких температурах ниже ее температуры плавления (860 ° С). Орторомбическая структура напоминает сильно извращенную структуру NaCl, такую ​​как структура GeS.



Рисунок 2 - Оловянная сера и селеновая полупроводниковая линия для фотогальванических применений.

Его структура состоит из плотно связанных двойных слоев атомов Sn и Se вдоль оси c. У каждого атома есть еще три отдаленных слабосвязанных соседа, одна которых лежит в соседнем слое. Связывание между слоями является слабым типом Вандера Ваальса, что приводит к структурной анизотропии. При комнатной температуре он кристаллизуется в космическую группу Pnma, а при высоких температурах он представляет собой пространственную группу Cmcm [28]. Этот фазовый переход имеет много преимуществ по сравнению с транспортными свойствами SnSe. Кроме того, он имеет высокий коэффициент поглощения 105 см-1 и характер p-типа с прямым запретом в диапазоне 0,9 эВ-1,3 эВ [29,30]. Другие свойства перечислены в нашем предыдущем отчете [11]. Эти уникальные свойства SnSe делают его подходящим кандидатом для различных применений, включая фотоэлектрические устройства, инфракрасные оптоэлектронные устройства, детекторы излучения, голографические системы записи, электрические переключатели, переключатели памяти, зависящие от полярности, и системы термоэлектрического охлаждения [31,32].

[11] Minnam Reddy VR, Gedi S, Pejjai B, Park C. Perspectives on SnSe-based thin film solar cells: a comprehensive review. J Mater Sci Mater Electron 2016:1e18. http://dx.doi.org/ 10.1007/s10854-016-4563-9.

[27] Chung K-M, Wamwangi D, Woda M, Wuttig M, Bensch W. Investigation of SnSe, SnSe2, and Sn2Se3 alloys for phase change memory applications. J Appl Phys 2008;103:83523.
http://dx.doi.org/10.1063/1.2894903.
[28] Zhao LD, Lo SH, Zhang Y, Sun HG, Tan C, Uher C, et al. Ultralow thermal conductivity and high thermoelectric figure of merit in SnSe crystals. Nature 2014;508:373e7.
http://dx.doi.org/10.1038/nature13184.
[29] Ramasamy P, Manivasakan P, KimJ. Phase controlled synthesis of SnSe andSnSe2 hierarchical nanostructures made of single crystalline ultrathin nano sheets. Cryst Eng Comm
2015;17:807e13. http://dx.doi.org/10.1039/C4CE01868K.
[30] Ling L,ZhangQ, Zhu L,Wang C-F,Chen S. Interfacial synthesis of SnSe quantum dots for sensitized solar cells. RSC Adv 2014;5:2155e8. http://dx.doi.org/10.1039/C4RA10392K.
[31] Das L, Guleria A, Adhikari S. Aqueous phase one-pot green synthesis of SnSe nanosheets in a protein matrix: negligible cytotoxicity and room temperature emission in the visible region. RSC Adv 2015;5:61390e7. http://dx.doi.org/10.1039/C5RA09448H.
[32] Yu J, Xu CY, Li Y, Zhou F, Chen XS, Hu PA, et al. Ternary SnS2_xSex alloys nanosheets and nanosheet assemblies with tunable chemical compositions and band gaps for photodetector applications. Sci Rep 2015;5:17109. http:// dx.doi.org/10.1038/srep17109.
Физико- химические свойства ZnSe)
Таблица № Физические свойства элементов групп А, В и C

Параметр	Sn	Se	Zn
Атомный номер	50	34	30
Атомный вес (г/моль)	118.710 [1]	78,96 [1]	65,38 [1]
Плотность, г/см^3	7.31	4.79	7,133
Кристаллическая структура	тетрагональная.	гексагональная	гексагональная
Параметр решетки, Å	a=5,831; c=3,181 Å	a=4,364; c=4,959 Å	a=2,6648 c=4,9468 Å
Ионный радиус, Å	1.62 [1]	1.91	(+2e) 0,74
Электроотрицательность	1.96	2,55	1.65
Точка плавления, ^0С(10^-2торр)	231.9 [2]	220	419,6
Теплоемкость Дж/(K·моль)	27.14 [4]	25,4[2]	25,4[2]
Ширина запр. Зоны при ) 0^0К, эВ		1.8
Удельн. сопрот., Омсм	1,2•10^-7[4] 11.5	8*10^-2 Ом*м	5,9•10-8

олова

1. 
   Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report) (англ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Vol. 85, no. 5. —P. 1047—1078. — DOI:10.1351/PAC-REP-13-03-02.
   
2. 
   ↑ Перейти к:^{1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11} Бердоносов С. С. Олово // Физическая энциклопедия : [в 5 т.] / Гл. ред. А. М. Прохоров. — М.: Большая российская энциклопедия, 1992. — Т. 3: Магнитоплазменный — Пойнтинга теорема. — С. 404. — 672 с. — 48 000 экз. —ISBN 5-85270-019-3.
   
3. 
   Перейти↑ Yiming Zhang, Julian R. G. Evans, Shoufeng Yang Corrected Values for Boiling Points and Enthalpies of Vaporization of Elements in Handbooks. In: Journal of Chemical & Engineering Data. 56, 2011, S. 328–337, doi:10.1021/je1011086.
   
4. 
   ↑ Перейти к:^{1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11} Дергачёва Н. П. Олово // Химическая энциклопедия: в 5 т/ Кнунянц И. Л. (гл. ред.). — М.: Большая Российская энциклопедия, 1992. — Т. 3: Мед—Пол. — 639 с. — 48 000 экз. — ISBN 5-85270-039-8.
   

Selen

1. 
   Michael E. Wieser, Norman Holden, Tyler B. Coplen, John K. Böhlke, Michael Berglund, Willi A. Brand, Paul De Bièvre, Manfred Gröning, Robert D. Loss, Juris Meija, Takafumi Hirata, Thomas Prohaska, Ronny Schoenberg, Glenda O’Connor, Thomas Walczyk, Shige Yoneda, Xiang‑Kun Zhu. Atomic weights of the elements 2011 (IUPAC Technical Report) (англ.) // Pure and Applied Chemistry. — 2013. — Vol. 85, no. 5. —P. 1047-1078. — DOI:10.1351/PAC-REP-13-03-02.
   
2. 
   Перейти↑ Редкол.:Зефиров Н. С. (гл. ред.). Химическая энциклопедия: в 5 т. — Москва: Советская энциклопедия, 1995. — Т. 4. — С. 311. — 639 с. — 20 000 экз. — ISBN 5—85270—039—8.
   

Физическая свойства соединений А²В⁶ и А⁴В⁶

Параметр	SnSe	ZnSe	Литература
Постоянная решетки кубической модификации, Å		6.478	[10]
Постоянная решетки гексагональной модификации, Å	a= 4.136 b= c= 6.71	a= 4.57 c= 7.47	[10]
Плотность г/см^3	6.179	5.86	[10]
Энергия образования (ккал/моль)		К: 704.3	[10]
Коэф.лин.тепл.расш.,град^-1		K:4.96; 5.5	[10]
Диэлек.пост.(/0)		9.4	[10]
Шир.запр.зоны (опт),эВ	0.9-1.2	1.5	[10]
Электронное сродство, эВ	4.5	4.28	[10]
Тип проводимости	p	n, p	[6]
Подв. электр. см^2/в сек			[10]
Подв. дырок, см^2/в сек			[10]

§1.2. МЕТОДОВ ПОЛУЧЕНИЕ ТОНКИХ ПЛЕНОК

В этом разделе описаны методы, используемые при выращивании тонких пленок.
Физические свойства полупроводниковых пленок зависят как от термодинамических условий синтеза, так и от метода их изготовления. Каждый метод имеет свои предельные возможности и, поэтому применим для решения определенных задач . Существует ряд методов изготовления пленок соединений А²В⁶. Ранее в [1-4] были рассмотрены основные принципы, преимущества и недостатки имеющихся методов. В последние годы их круг расширился и появились новые методы. В данном разделе приведен анализ особенностей всех основных методов препарирование пленок соединений А²В⁶, известных до настоящего времени. Отметим, что при выборе технологии изготовления ТПСЭ наземного применения, помимо физических возможностей метода следует учесть его экономичность, простоту, возможность осаждения пленок на больших площадях, автоматиза цию и приспосабливаем ость к массовому производству.