Способ получения кристаллов соединений а @ в @

 

Изобретение относится к способам выращивания кристаллов сульфида кадмия методом направленной кристаллизации, изделия из которых применяются в акустоэлектронике, пьезотехнике оптической и электронной технике, и может быть использовано в химической промышленности при получении кристаллов соединений . Цель изобретения - повышение объемной однородности электрических свойств кристаллов CdS. Способ включает рекристаллизацию исходного материала CdS при температуре 900-1100°С в течение 10-20 ч в атмосфере инертного газа и последующее выращивание путем направленной кристаллизации расплава в замкнутом объеме. В результате рекристаллизации уменьшается удельная поверхность S (м2/г) сульфида кадмия , за счет превращения в твердом состоянии поликристаллических мелкодисперсных частиц в частицы с большими размерами, но в меньшем количестве. В выращенных после такой обработки кристаллах сопротивление не меняется по длине образца, что свидетельствует о том, что привнес примеси в результате снижения удельной поверхности является минимальным для данных условий кристаллизации. 1 табл. СЛ с

союз соВетских

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4722975/26 (22) 24,07.89 (46) 23.05.93. Бюл. ¹ 19 (72) В.А.Кобзарь-Зленко, M.Ш.Файнер, О.Ф.Терейковская и В.К.Комарь (56) Авторское свидетельство СССР

¹ 11555588004411, кл. С 30 В 11/02, 1988, (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ КРИСТАЛЛОВ

СОЕДИНЕНИЙ A"В" (57) Изобретение относится к способам вы-. ращивания кристаллов сулъфида кадмия методом направленной кристаллизации, изделия из которых применяются в акустоэлектронике, пьезотехнике оптической и электронной технике, и может быть исполь-зовано в химической промышленности при получении кристаллов соединений А" В .

Цель изобретения — повышение объемной

Изобретение относится к способам выращивания кристаллов сульфидин кадмия методом направленной кристаллизации, изделия иэ которых применяются в акустоэлектронике, пьезотехнике, оптической и электронной технике, и может быть использовано в химической промышленности при получении кристаллов соединений А В .

Целью изобретения является повышение объемной однородности электрических свойств кристаллов сульфида кадмия.

Способ осуществляют следующим образом.

Лодочку с навеской 600 г исходного сульфида кадмия помещают в герметичную печь с омическим нагревом, в рабочее пространство которой через гидравлические затворы подают аргон. После вытеснения атмосферных газов из рабочего объема из„„5LJ„„1624925 А1

s С 03 В 11/02 С 30 В 29/50 однородности электрических свойств кристаллов CdS, Способ включает рекристаллизацию исходного материала CdS npu температуре 900 — 1100 С в течение 10-20 ч в атмосфере инертного газа и последующее выращивание путем направленной кристаллизации расплава s замкнутом объеме. В результате рекристаллизации уменьшается удельная поверхность S (м /г) сульфида кадмия, эа счет превращения в твердом состоянии поликристаллических мелкодисперсных частиц в частицы с большими размерами, но в меньшем количестве, В выращенных после такой обработки кристаллах сопротивление не меняется по длине образца, что свидетельствует о том, что привнос примеси в результате снижения удельной поверхности является минимальным для данных условий кристаллизации. 1 табл. быточное давление инертного газа в печи ф выдерживают на уровне 50 — 150 мм водяного столба. Проводят перекристаллизацию исходного материала при нагреве, в результате которой уменьшается удельная повер- О хность сульфида кадмия за счет Я превращения в твердом состоянии поликри- ф, сталлических мелкодисперсных частиц в ча- со стицы с большими размерами, но в р меньшем количестве. Скорость рекристаллизации увеличивается с ростом температуры и для предотвращения окисления порошкообразного сульфида кадмия в этих условиях рекристаллиэацию осуществляют в защитной атмосфере аргона.

Результаты перекристаллизации судьфида кадмия по оценке удельной поверхности S (м /г) в зависимости от температуры времени выдержки (в часах) и соответствен1624925 но удельного сопротивления р {Ом см) образцов сведены в таблицу. Удельная поверхность исходноro порошкообоазного сульфида кадмия составляет 8,6 м /r, а насыпной удельный вес 1277 г/л. Влияние условий рекристаллизации на сопротивление изделий из кристалла проверяли на образцах сульфида кадмия с размерами 10 х 5 х 5 мм, которые изготавливали соответственно из начальной, средней и конечной частей кристалла по ходу роста после нанесения омического контакта. Такой подход отражает динамику изменения взаимозависимых величин — примесей, оттесняемых фронтом кристаллизации, и удельного сопротивления (см, таблицу).

Критерием однородности свойств по объему кристалла является отношение максимального сопротивления к минимальному и в случае достижения оптимальной величины, равной единице, свидетельствует о том, что привнос примеси в результатеснижения удельной поверхности, является минимальным для данных условий кристаллизации

- или соответственно их количественное содержание уже йе отражается на свойствах кристалла. В данном техническом решении критерий однородности в пределах 1,05-1,0 соответствует требованиям, предъявляемым к изделиям, изготавливаемымизкристаллов; и, достигается в условиях рекристаллизации при 900 С в течение 20 ч, а оптимизация — при 1100 С эа 10 ч, что показано в приведенных примерах и таблице..

После проведенной таким обрезом предварительной обработки исходного материала проводят выращивание кристаллов

Сб$ методом направленной кристаллизации.

Пример 1. Контейнер с навеской исходного сульфида кадмия в количестве

600 г, синтезированного для выращивания коисталлов, с удельной поверхностью 8,8 м /r и насыпным удельным весом 1277 r/ë помещают а горизонтальную герметичную печь с омическим нагревом, Рабочий объем печи через гидравлический затвор заполняют аргоном и после вытеснения атмосферных газов избыточное давление в печи устанавливают на уровне 50-100 мм водяного столба. Включают электронагреватель и температуру в печи доводят до 1100 С, которую и выдерживают в течение 20 ч при слабом токе аргона.

Рекристаллизованный в этих условиях сульфид кадмия имеетудельную поверхность

2,4 м /г и насыпную плотность 2766 г/л.

Навеску рекристаллизованного сульфида кадмия в количестве 300 r помещают в графитовый тигель и устанавливают на штоке механизма перемещения компрессионной печи. Печь вакуумируют и заполняют аргоном до давления 60 ат. Повышают температуру до 1500 С и при этом избыточное давление аргона достигает 100 ат. Протягивают тигель со скоростью 30 мм/ч через градиент температур нагревателя для сплавления загрузки в тигле. После сплавле10 ния сульфида кадмия тигель перемещают в исходное положение и осуществляют кристаллизацию, протягивая его со скоростью

4 мм/ч при 14250С.

Измерение удельного сопротивления

15. показывает постоянную величину 0,05 Ом см на всех образцах, вырезанных иэ различных участков кристалла, и характеризует однородность свойств кристалла по объему.

Эти условия достигаются путем снижения

20 удельной поверхности в 3,5 раза рекристаллизацией порошкообразного сульфида кадмия при 1100 С в течение 10 ч в защитной атмосфере аргона. Естественно, это конечный итог технологически последовательно исключаемых количественных и качествен° ных преобразований, взаимообусловленных свойствами кристаллизуемого соединения, с целью оптимального проявления необходимых свойств кристалла суль30 фида кадмия.

Таким образом, технологическое сочетание процессов предварительной подготовки кристаллиэуемого соединения перед. выращиванием кристалла с учетом конкрет35. ного применения изделий из кристаллов способствует оптимизации проявления свойств кристалла и достижения поставлен ной цели.

Пример 2. Аналогично предыдущему

40 примеру сульфид кадмия из этой же партии рекристаллизуют при 500 С в течение 20 ч, Удельная поверхность порошка сульфида кадмия снижается до 7,3 м /г соответственно достигается и снижение удельного со45 противления образцов, которое изменяется в пределах 1-30 Ом см, и свидетельствует о достаточно большом количестве привносимых технологических примесей за счет адсорбции развитой поверхностью.

Пример 3. Рекристаллизацию сул ьфида кадмия осуществляют при 900 С в течение 20 ч, выращивают кристалл как и в предыдущих примерах. Повышение температуры способствует снижению удельной поверхности до 3,2м /г, снижению адсорбции газов и влаги, что выравнивает распределение свойств по длине кристалла эа счет снижения содержания образующихся в pacnhaee технологических примесей. Удельное

1624925 сопротивление образцов изменяется. в пределах 0,053 — 0,055 Ом см, а их отношение

1,04.

Пример 4. Рекристаллизацию осуществляют при 1000 С в течение 20 ч. Достиг- 5 нутое снижение удельной поверхности до

2,5 м /г уменьшило адсорбционную способность порошка сульфида кадмия и образование непреднамеренно вводимых примесей в кристаллизуемом расплаве, что 10 благоприятно отражается на свойствах кристалла. Отношение максимального сопротивления к минимальному равно 1,02.

Пример 5. Рекристаллизацию кадмия осуществляют при 1100 С в течение 10 ч, а 15 выращивание кристалла как и в предыду-. щих примерах. Достигнутое снижение удельной поверхности составляет 2,4 м /г.

Использование для выращивания кристаллов такого сульфида кадмия позволяет пол- 20 учить образцы практически с одинаковым сопротивлением, так как привнос примеси за счет адсорбции минимальный и они в процессе роста кристалла равномерно распределяются по объему, что подтверждает 25 технологическое согласование подготовительной операции перекристаллизации исходного сульфида кадмия с процессом

: кристаллизации.

Пример 6, Рекристаллизацию осуще- 30 ствляют при 1150 С в течение 15 ч. Снижение удельной поверхности остается на достигнутом уровне предыдущего примера

2,4 м /г. Измерение удельного сопротивле35 ния образцов остается на уровне предыдущего примера и свидетельствует о том, что дальнейшее повышение температуры выше

1100 С и времени выдержки более 10 ч уже не отражается на повышении свойств кристаллов рилакс/р цен = 1

Пример 7. Рекристаллизацию осуществляютпри 850 С втечение10ч, что позволяет снизить удельную поверхность до 43 м /г, 2

Достигается снижение максимального и минимального сопротивления по сравнению со способом выращивания кристаллов без предварительной обработки исходного материала и рекристаллизацией при 500 С в течение 20 ч, что свидетельствует о тенденции снижения удельной поверхности с ростом температуры и о достаточно высоком привносе технологических примесей в расплав и их неравномерном распределении по объему кристалла, так как ялакас/(> мин = 12, Формула изобретения

Способ получения кристаллов соединений А" В", включающий рекристаллизацию исходного материала при нагреве и последующее выращивание путем направленной кристаллизации расплава в замкнутом объеме, отл и ча ю щи и ся тем, что, с целью повышения объемной однородности электрических свойств кристаллов сульфида кадмия, ре кристаллизацию исходного материала проводят при температуре 900—

1100 С в течение 10-20 ч в атмосфере инертного газа.

Продолжение таблицы

Составитель В.Безбородова

Редактор Л.Народная Текред M.Moðãåíòàë Корректор С,Патрушева

Заказ 1979 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., Я/5

Производственно-издательский Комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101