Synthesis of ZnS thin films from aqueous caustic of trisodium citrate and their properties.

Abstract

Zinc sulfide (ZnS) thin films due to their properties are widely us ed in various electronic optical devices. They are produced by several methods, among which – vacu um sublimation, high frequency sputtering method, quasiclosed volume method, sol-gel method, el ectrodeposition. These methods have high energy cons umption which increases th e price of ZnS thin fil ms. Aim: The aim of this work is to esta blish the optimal parameters of the synthesis of ZnS thin films of the aqueous caustic and the c orrelation between content of zinc in the synthesized films determined by the method of stri pping voltammetry and thickness, structural, m orphological and optical parameters. Materials and Methods: The ZnS thin films were obtained from aque ous caustics of zinc-containing salt using chem- ical deposition. Fresh solution of zinc-containing salt, trisodium citrate (Na 3 C 6 H 5 O 7 ) as a complexing agent, thiourea ((NH 2 ) 2 CS) and ammo- nium hydroxide (NH 4 OH) was used for the synthesis of ZnS films by chemical deposition. The deposition was performed on prepared glass substrates with the area of 5,76 cm 2 . Results: The phase mixture of the films has been dete rmined. It showed the presence of ZnS com- pounds in the cubic modification (sphalerite). Stripping voltammetry was used to determine the mass of zinc in the ZnS films on various conditions of synthesis, namely on the c oncentration of the initial zinc-containing sa lt, trisodium citrate, thiourea, depositi on time and temperature. The surface morphology, opti cal properties, the thickness of the ZnS resulting films have been studied. Conclusions: The optimal conditions for the synthesis of ZnS films were found ba sed on these data. Three-dimensional surface morphology of ZnS f ilm studies showed its smoothness, uniformity, integrity and confirmed the correctness of determining the optimal synthesis parameters.

Тонкі плівки цинк сульфіду (ZnS) завдяки своїм властивостям широко застосову - ються в різних оптичних електронних пристроях . Їх отримують різними методами , серед яких – вакуумна сублімація , високочасто - тне розпилення , метод квазізамкнутого об ’ єму , золь - гелевий метод , електроосадження . Перелічені методи мають високу енергоза - тратність , що збільшує ціну тонких плівок ZnS. Мета : Метою роботи є встановлення оптимальних умов синтезу тонких плівок ZnS з водного розчину та взаємозв ’ язку між вмістом цинку в синтезованих плівках , визначеного за допомогою методу інверсійної вольтамперометрії , з їхньою товщиною , структурними , оптичними та морфологічними параметрами . Матеріали і методи : Тонкі плівки ZnS отримано із водних розчинів цинк - вмісної солі методом хімічного осадження . Для синтезу плівок цинк сульфіду вико - ристовували свіжоприготовані розчини цинк - вмісної солі , тринатрійцитрату (Na 3 C 6 H 5 O 7 ) як комплексоутворювача , тіосечовини ((NH 2 ) 2 CS) і амоній гідроксиду (NH 4 OH). Осадження проводили на попередньо підготовані скляні підкладки площею 5,76 см 2 . Ре - зультати : Встановлений фазовий склад плівок , який показав наявність сполуки ZnS в кубічній модифікації ( сфалерит ). Методом інверсійної вольтамперометрії визначено масу цинку в плівках ZnS від різних умов синтезу , а саме від концентрації вихідної цинк - вмісної солі , тринатрій цитрату , тіосечовини , часу осадження і температури . Досліджено морфологію поверхні , оптичні властивос - ті , товщину отриманих плівок цинк сульфіду . Висновки : На основі отриманих даних встановлені оптимальні умови синтезу плівок ZnS. Тривимірні дослідження морфології поверхні плівки ZnS показало її гладкість , однорідність , суцільність і підтвердило прави - льність визначення оптимальних параметрів синтезу