Способ определения избыточного компонента в нестехиометрических соединениях

 

О П И С А Н И Е 0п 4223l9

ИЗОБРЕТЕН Ия

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Соевтсних

Социапи стим вских

Респубпин (61) Зависпмое от авт. свидетельства (22) Заявлено 20.12.71 (21) 1726918/23-26 (51) М. Кл. G 01п 25/14

G Oln 15/08

В Olj 17/00 с присоединением заявки №

Государственный комитет

Совета 1йинистров СССР оо делам изооретений и открытий (32) Приоритет

Опубликовано 05.07.74. Бюллетень № 25

Дата опубликования описания 15.11.74 (53) УДК 621.315.592 (088.8) (72) Авторы изобретения

А. В. Ванюков, Ю. М. Иванов, В. Г. Яковлева, А. М. Андрейчук, С. Л. Соловьев и Л. П. Морозова

Московский ордена Трудового Красного Знамени институт стали и сплавов (71) Заявитель (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ИЗБЫТОЧНОГО

КОМПОНЕНТА В НЕСТЕХИОМЕТРИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИЯХ

Изобретение относится к способам физикохимического определения отклонений от стехиометрии контруэнтно сублимирующих соединений, например, типа Атт В т, применяемых в электронной технике.

Известен способ определения избыточного компонента в нестехиометрических соединениях извлечением его при испарении исходного материала с последующей конденсацией и химическим анализом конденсата, При испарении материал нагревают до сравнительно низкой температуры, чтобы предотвратить заметную сублимацию материала. Степень извлечения избыточного компонента по этому способу невелика, так как она зависит от скорости диффузии избыточного компонента, а скорость при используемых температурах мала. Кроме того, продолжительность извлечения составляет 20 — 30 час.

Для более полного извлечения и ускорения определения предлагается вести испарение из эффузионной ячейки при ее температуре и температурном градиенте, обеспечивающем пересублимацию материала внутри ячейки.

С целью определения избыточного компонента в теллуриде кадмия, используют эффузионную ячейку при ее температуре 740 †7 С, а конденсацию ведут на перемещающийся коллектор порциями до соотношения компонентов в последней 1: 1.

Эффузионная ячейка представляет собой открытую систему. Избыточный компонент, имеющий более высокое давление пара по сравнению с минимальным давлением пара

5 над соединением, эффундирует из эффузианной ячейки и конденсируется на охлаждаемом коллекторе. Предусмотрено перемещение коллектора, что позволяет за определенные экспозиции конденсировать эффузируемый

10 пар порциями в количестве, достаточном для химического анализа. По мере извлечения избыточного компонента в процессе определения его содержание в порциях конденсата изменяется от максимального до соотношения

15 компонентов 1: 1 в последней порции. Отношение общего количества избыточного компонента, собранного на коллекторе, к навеске исходного материала, загруженного в эффузионную ячейку, позволяет определить откло20 нение от стехиометрии в материале.

Способ обеспечивает максимальное извлечение избыточного компонента, так как в процессе определения происходит пересубли25 мация исходного материала.

Чувствительность способа определяется чувствительностью определения отдельных компонентов в конденсате и общим количеством последнего. При нахождении отклонения

30 от стехиометрии в теллуриде кадмия по

422319

Таблица 2

Атом нбе, отношение

TejCd

Общий вес Cd, мкг

Общий вес Те, мкг

Избыток

Cd, мкг

0,81

0,95

0,97

0,97

1,04

1,00

0,99

0,97

1,0

7,5

1,7

1,2

1,2

3,0

1,0

1,2

29,0

39,0

52,0

52,0

62,0

49,0

49,0

52,0

73,0

33,0

36,0

47,0

47,0

51,5

43,0

44,0

47,0

64,0

Предмет изобретения

Таблица 1 вл е о р с рен д риала с последующей конденсацией и химическим анализом конденсата, о т л и ч а ю45 щи йс я тем, что, с целью более полного извлечения и ускорения определения, испарение ведут из эффузионной ячейки при ее температуре и температурном градиенте, обеспечивающем пересублимацию материала внутри

50 ячейки.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что, с целью определения избыточного компонента в теллуриде кадмия, используют эффузионную ячейку при ее температуре 740—

760 С, а конденсацию ведут на перемещающийся коллектор порциями до соотношения компонентов в последней 1:1.

Составитель В. Кудряшов

Техред Л. Богданова Корректор Т. Гревцова

Общий вес Те, мкг

Атомное отношение

Те/Cd

Общий вес Cd, маг

Избыток

Те, мвг

2,99

2,97

1,28

1,29

1,01

1,01

1,05

1,08

1,00

34,0

22,0

14,0

17,0

19,0

81,0

72,0

60,0

63,0

22,7

14,7

3,3

4,0

0,4

1,9

0,8

3,5

0,0

10,0

6,5

9,5

11,5

16,5

70,0

63,0

50,0

56,0

Редактор Т. Рыбалова

Заказ 3113/1 Изд. № 63 Тираж 651 Подписное

ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, K-35, Раушская наб., д. 4(5

Типография, пр. Сапунова, 2 предлагаемому способу чувствительность составляет 2 10 — %.

Пример. Предложенным способом анализируют кристаллы теллурида кадмия с избытком теллура и кадмия, синтезированные из особо чистых кадмия и теллура и выращенные горизонтальной зонной плавкой. Навеска материала в эффузионной ячейке составляет в среднем 0,5 г. Температура испарения 750 С. Температурный градиент 10—

20 С. Диаметр эффузионного отверстия 0,1—

0,2 мм. Вакуум в системе 1.10 мм рт. ст.

При испарении каждого образца на коллекторе конденсируют по 8 — 10 порций. Коллектор представляет собой полый кварцевый цилиндр, приваренный к шлифу, который обеспечивает поворот цилиндра относительно эффузионной ячейки. Охлаждение цилиндра проводят жидким азотом. Время конденсации каждой порции 30 — 60 сек (в отдельных случаях может достигать 2 мин).

В копденсате кадмий определяют экстракционно-фотометрическим методом, основанным на экстракции толуолом комплекса С112+ с 6-бромбензтиазол - (2 - азо - 1 )-2 -нафтолом из тартратно-щелочного раствора и фотометрировании экстракта, окрашенного в красно-фиолетовый цвет на фотоэлектроколориметре ФЭК-56 при длине волны 580 нм. Абсолютная чувствительность определения кадмия

0,5 мкг в 5 мл. Коэффициент вариации 2,0%.

Теллур определяют фотометрическим методом, основанным на восстановлении в 1 н, растворе соляной кислоты до Те хлоридом Sn (11) и фотометрировании стабилизированного желатиной коллоидного раствора элементного теллура на фотоэлектроколориметре ФЭК-56 при длине волны 434 нм. Абсолютная чувствительность определения 2 мкг в 25 мл. Коэффициент вариации 2,4%.

Содержание каждого компонента в порции конденсата должно быть таково, чтобы абсолютная ошибка его определения была менее ожидаемого избытка данного компонента.

Результаты анализа образца CdTe с избытком Те представлены в табл. 1, а образца

CdTe с избытком Cd — в табл. 2.

Полный избыток теллура 44,7 мкг, что при навеске 0,4992 г составляет 9 10 — з% или

30 2,1 10" атом. см . Продолжительность анализа 1 — 1,5 час, что намного быстрее, чем по известному способу (табл. 1).

Полный избыток кадмия 11,6 мкг, что при навеске 0,5402 составляет 2,1 ° 10- % или

3S 2,1 10" атом. см (табл. 2).

40 1. Способ определения избыточного .компонента в нестехиометрических соединениях изечен ием r п и и па ии исхо ного мате