Obtaining ZnS by the CVD method

Тема выпускной квалификационной работы: «Получение ZnS методом CVD». Цель работы: разработать методику, установку и Ñ‚ÐµÑ Ð½Ð¾Ð»Ð¾Ð³Ð¸ÑŽ получения сульфида цинка. Предмет исследования: ZnS на кварцевой и бромида калия Ð¿Ð¾Ð´Ð»Ð¾Ð¶ÐºÐ°Ñ , взаимодействие цинка с серой, взаимодействие цинка с эрбием, получение сульфида эрбия. Область применения: усилители и детекторы ультразвука, инфракрасные датчики, лазеры, люминофоры, солнечные элементы, светодиоды, Ñ„Ð¾Ñ‚Ð¾Ñ Ð¸Ð¼Ð¸Ñ‡ÐµÑÐºÐ¸Ñ ÑÑ‡ÐµÐ¹ÐºÐ¸, инфракрасные детекторы, катализаторы, переключатели сопротивления и энергонезависимые устройства памяти. В работе рассматривается Ñ‚ÐµÑ Ð½Ð¾Ð»Ð¾Ð³Ð¸Ñ производства сульфида серы для дальнейшего изучения в Ñ€Ð°Ð¼ÐºÐ°Ñ Ð´Ð»Ñ ИК детекторов, усилителей, люминофоров и лазеров. Задачи выпускной квалификационной работы: - анализ научно-Ñ‚ÐµÑ Ð½Ð¸Ñ‡ÐµÑÐºÐ¾Ð¹ информации о ÑÐ²Ð¾Ð¹ÑÑ‚Ð²Ð°Ñ Ð¸ Ð¾ÑÐ¾Ð±ÐµÐ½Ð½Ð¾ÑÑ‚ÑÑ Ð¿Ð¾Ð»ÑƒÑ‡ÐµÐ½Ð¸Ñ сульфида цинка в производстве, а также о Ñ‚ÐµÑ Ð½Ð¾Ð»Ð¾Ð³Ð¸Ð¸ получения эрбия как перспективного материала для взаимодействия с сульфидом цинка. - измерить Ñ Ð°Ñ€Ð°ÐºÑ‚ÐµÑ€Ð¸ÑÑ‚Ð¸ÐºÐ¸ Ð¿Ð¾Ð»ÑƒÑ‡ÐµÐ½Ð½Ñ‹Ñ Ð¾Ð±Ñ€Ð°Ð·Ñ†Ð¾Ð² методов рентгеноанализа и микроскопии; - подобрать основные и вспомогательные реагенты для синтеза; - разработать Ñ‚ÐµÑ Ð½Ð¾Ð»Ð¾Ð³Ð¸ÑŽ получения сульфида цинка; - разработать установку для получения сульфида цинка; - провести анализ Ð¿Ð¾Ð»ÑƒÑ‡ÐµÐ½Ð½Ñ‹Ñ Ð¾Ð±Ñ€Ð°Ð·Ñ†Ð¾Ð² сульфида цинка. В работе описана Ñ‚ÐµÑ Ð½Ð¾Ð»Ð¾Ð³Ð¸Ñ получения тонкопленочного сульфида цинка, осажденного методом Ñ Ð¸Ð¼Ð¸Ñ‡ÐµÑÐºÐ¾Ð³Ð¾ осаждения из газовой фазы (CVD). Приведены результаты изучения морфологии и ÑÑ‚Ñ€ÑƒÐºÑ‚ÑƒÑ€Ð½Ñ‹Ñ ÑÐ²Ð¾Ð¹ÑÑ‚Ð² Ð¿Ð¾Ð»ÑƒÑ‡ÐµÐ½Ð½Ñ‹Ñ Ð¿Ð»ÐµÐ½Ð¾Ðº, Ð¿Ñ€Ð¾Ð²ÐµÐ´ÐµÐ½Ð½Ñ‹Ñ Ð¼ÐµÑ‚Ð¾Ð´Ð°Ð¼Ð¸ высокоразрешающей сканирующей микроскопии, рентгеноструктурного анализа и инфракрасной спектроскопии. Специально для выполнения данной работы разработана Ð´Ð²ÑƒÑ Ð·Ð¾Ð½Ð½Ð°Ñ лабораторная установка, работающая при Ð¿Ð¾Ð½Ð¸Ð¶ÐµÐ½Ð½Ñ‹Ñ Ð´Ð°Ð²Ð»ÐµÐ½Ð¸ÑÑ Ñ контролем скорости потока инертного газа. Проведенные исследования позволили определить оптимальные температурно-временные режимы получения сульфида цинка, которые можно определить как: температура сульфидизации цинка 450 0С, время сульфидизации – 60 мин, скорость потока газа-носителя 2 л/мин, давление – 100 mbar.

The topic of the final qualification work: "Obtaining ZnS by the CVD method". The purpose of the work: to develop a methodology, installation and technology for the production of zinc sulfide. Subject of research: ZnS on quartz and potassium bromide substrates, interaction of zinc with sulfur, interaction of zinc with erbium, production of erbium sulfide. Applications: Ultrasound amplifiers and detectors, infrared sensors, lasers, phosphors, solar cells, LEDs, photochemical cells, infrared detectors, catalysts, resistance switches and non-volatile memory devices. The paper considers the technology for the production of sulfur sulfide for further study in the framework for IR detectors, amplifiers, phosphors and lasers. Tasks of the final qualifying work: - analysis of scientific and technical information on the properties and features of obtaining zinc sulfide in production, as well as on the technology for obtaining erbium as a promising material for interaction with zinc sulfide; - to measure the characteristics of the obtained samples by X-ray analysis and microscopy; - choose the main and auxiliary reagents for synthesis; - to develop a technology for obtaining zinc sulfide; - to analyze the samples of zinc sulphide and develop a plant for the production zink sulphide. The paper describes a technology for producing thin-film zinc sulfide deposited by chemical vapor deposition (CVD). The results of studying the morphology and structural properties of the films obtained by high-resolution scanning microscopy, X-ray diffraction analysis, and infrared spectroscopy are presented. Especially for this work, a two-zone laboratory setup was developed that operates at reduced pressures with control of the inert gas flow rate. The studies carried out made it possible to determine the optimal temperature-time regimes for obtaining zinc sulfide, which can be defined as: zinc sulfidization temperature 450 0C, sulfidization time - 60 min, carrier gas flow rate 2 l/min, pressure - 100 mbar.