STİBİUM-SULFİD SİSTEMLƏRİNİN ELEKTROKİMYƏVİ YOLLA SİNTEZİNƏ BİR SIRA AMİLLƏRİN TƏSİRİNİN ÖYRƏNİLMƏSİ

Təqdim olunan tədqiqat işi yarımkeçirici texnologiyasında mühüm yer tutan stibium-sulfid (Sb2S3) nazik təbəqələrinin elektrokimyəvi çökmə metodu ilə sintezinə həsr olunmuşdur. Tədqiqat zamanı əsas obyekt kimi stibium (III)-xlorid (SbCl3) və natrium-sulfit (Na2SO3) əsaslı elektrolitlər seçilmişdir. Bu elektrolitlərdən istifadə etməklə metallik stibium və sulfidli fazaların ayrılma qanunauyğunluqları müəyyən edilmişdir. Təcrübi proseslərdə limon turşusunun kompleksəmələgətirici agent kimi rolu, tətbiq olunan gərginliyin (1,5 V və 9 V) çökmə kinetikasına təsiri və elektrod materialı kimi misin (Cu) reduksiya prosesində davranışı geniş analiz edilmişdir. Təcrübə zamanı katodda yaranan stibium təbəqəsinin elektrik müqavimətinin zamanla artması və bunun cərəyan şiddətinə təsiri elmi cəhətdən əsaslandırılmışdır. Təcrübələr nəticəsində müəyyən edilmişdir ki, katodda formalaşan stibium-sulfid təbəqəsinin qalınlığı artdıqca sistemin elektrik müqaviməti eksponensial şəkildə yüksəlir və bu, cərəyan şiddətinin zamanla sıfıra düşməsinə səbəb olur. Gərginliyin 1,5 V-dan 9 V-a qaldırılması çökmə sürətini artırsa da, yüksək gərginliklərdə müşahidə olunan intensiv hidrogen ayrılması təbəqənin morfoloji bircinsliliyini və elektrod səthində adgeziya qabiliyyətini pisləşdirir. Anod proseslərinin analizi göstərir ki, mis elektrodun oksidləşməsi və məhlulda rəngli komplekslərin yaranması yarımkeçirici sintezi zamanı elektrod materialının seçilməsinin həlledici olduğunu sübut edir.

The present study is devoted to the electrochemical deposition and synthesis of antimony sulfide (Sb₂S₃) thin films, which hold an important position in semiconductor technology. Electrolytes based on antimony(III) chloride (SbCl₃) and sodium sulfite (Na₂SO₃) were selected as the primary systems for the investigation. Using these electrolytes, the deposition behavior and separation characteristics of metallic antimony and sulfide phases were systematically investigated. Particular attention was paid to the role of citric acid as a complexing agent, the effect of the applied voltage (1.5 V and 9 V) on the deposition kinetics, and the behavior of copper (Cu) as an electrode material during the reduction process. The increase in the electrical resistance of the antimony layer formed at the cathode over time and its effect on the current intensity were scientifically substantiated. The experimental results demonstrated that, as the thickness of the antimony sulfide layer formed on the cathode increases, the electrical resistance of the system rises exponentially, resulting in a gradual decrease in the current intensity to zero over time. Although increasing the applied voltage from 1.5 V to 9 V enhances the deposition rate, the intensive hydrogen evolution observed at higher voltages adversely affects the morphological uniformity of the deposited layer and its adhesion to the electrode surface. Analysis of the anodic processes indicates that oxidation of the copper electrode and the formation of colored complexes in the solution demonstrate the critical importance of appropriate electrode-material selection in the synthesis of semiconductor thin films.

Представленная исследовательская работа посвящена синтезу тонких пленок сульфида сурьмы (Sb₂S₃), занимающего важное место в технологии полупроводников, методом электрохимического осаждения. В качестве основных электролитов в исследовании были выбраны растворы на основе хлорида сурьмы(III) (SbCl₃) и сульфита натрия (Na₂SO₃). С использованием данных электролитов были исследованы закономерности осаждения металлической сурьмы и сульфидных фаз. Особое внимание уделено роли лимонной кислоты в качестве комплексообразующего агента, влиянию приложенного напряжения (1,5 и 9 В) на кинетику осаждения, а также поведению меди (Cu), используемой в качестве электродного материала, в процессе восстановления. В ходе экспериментов было научно обосновано увеличение электрического сопротивления слоя сурьмы, формирующегося на катоде, во времени и его влияние на силу тока. Установлено, что по мере увеличения толщины слоя сульфида сурьмы, формирующегося на катоде, электрическое сопротивление системы экспоненциально возрастает, что приводит к постепенному снижению силы тока до нулевого значения. Повышение напряжения с 1,5 до 9 В способствует увеличению скорости осаждения, однако интенсивное выделение водорода, наблюдаемое при высоких напряжениях, отрицательно влияет на морфологическую однородность формируемого слоя и его адгезию к поверхности электрода. Анализ анодных процессов показывает, что окисление медного электрода и образование окрашенных комплексов в растворе свидетельствуют о принципиальной важности правильного выбора электродного материала при синтезе полупроводниковых тонких пленок.