Масс-спектрометрические исследования системы ZnTe-CdTe

Тезисы VII конференции "Аналитика Сибири и Дальнего Востока - 2004" »
Стендовые доклады » Стендовая Секция II.Спектрометрические методы » ...

Масс-спектрометрические исследования системы ZnTe-CdTe

И.А. Кировская, Ю.А. Мурашко

Омский государственный технический университет

Получение и исследование многокомпонентных систем в пределах семейства алмазоподобных полупроводников, открытие у них неожиданных свойств становится одним из перспективных направлений поиска материалов для новой техники, включая сенсорную электронику [1]. Представителем таких систем является исследуемая система ZnTe-CdTe. Для более эффективного использования этой системы в известных областях и прогнозирования других возможностей ее применения, например в полупроводниковом газовом анализе, базирующемся на сенсорных датчиках, необходимы исследования физико-химических свойств поверхности: структуры, химического состава, степени и природы взаимодействия с различными средами.

В настоящей работе анализируются результаты определенной составляющей таких исследований. Для их выполнения были использованы методы термодесорбционной спектроскопии с регистрацией продуктов десорбции на усовершенствованном масс-спектрометре МИ-1201 и электронной лазерной масс-спектрометрии (ЭЛМС). Объекты исследований представляли собой тонкодисперсные порошки и пленки ZnTe, CdTe, твердых растворов Zn_xCd_1-xTe. Порошки твердых растворов получали методом изотермической диффузии, пленки – методами лазерного и термического распыления в вакууме.

Согласно термодесорбционным исследованиям, качественный примесный состав поверхности всех компонентов системы, экспонированных на воздухе, одинаков. В фоновых масс-спектрах при Т=298 К и давлении остаточных газов р = 10^-5-10^-6 Па преимущественно присутствуют массовые линии (m/e) водородных соединений углерода (14,16), гидроксильных групп и воды (17,18), СО и N₂ (28), СО₂ (44). Относительное содержание продуктов термодесорбции зависит от состава образцов и температуры. После длительного вакуумирования при комнатной температуре десорбируются органические вещества, как слабо связанные с поверхностью. С повышением температуры вакуумирования до 400 К происходит существенное удаление всех адсорбированных примесей. При этом на поверхности остаются гидроксильные группы, вода, СО + N₂ и СО₂, которые имеют достаточно прочную с ней связь.

Изучена кинетика десорбции наиболее типичных представителей примесного слоя (Н₂О, СО₂). Установлены химическая природа адсорбционного взаимодействия, сопровождающегося образованием донорно-акцепторных связей, и закономерности изменения адсорбционно-десорбционных свойств в ряду:

ZnSe ® Zn_xCd_1-xTe ® CdTe. Найден оптимальный состав твердого раствора Zn_xCd_1-xTe для использования в качестве газочувствительного элемента сенсора-датчика на микропримеси паров воды.