酸性介质中te电沉积和阳极溶解过程的eqcm研究

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1、万方数据2005年第3期(总第49期)漳州师范学院学报(自然科学版)JournHofZhangzhouTeachersCollege(Nat．Sci．)No．3．21305年GeneralNo．49文章编号：1008．7826(2005)03．0085．04酸性介质中Te电沉积和阳极溶解过程的EQCM研究卢江红，韩雅娟，钟秋伟，方敏敏，董小玉，洪苏敏，陈国良(漳州师范学院化学系，福建漳州363000)摘要：运用电化学循环伏安和石英晶体微天平(EQCM)方法研究了酸性介质中Te在Pt电极上电沉积和

2、溶解过程．结果表明：Te的电沉积过程比较复杂，在不同电位区间，其电沉积可以是4一电子、1一电子或者2一电子过程；在较负电位下，Te可进一步还原成HzTe；本体Te阳极溶解过程先为4一电子，后为6一电子过程．本文从电极表面质量定量变化的角度提供了Te电沉积和溶解过程的新数据．关键词：Te；EQCM；电沉积；阳极溶解中图分类号：0646．54；0433文献标识码：A1引言自从20世纪70年代后期，Kroger及其合作者【1】首次采用电沉积技术制备C叽Ie半导体薄膜以来，半导体薄膜电沉积一直是活跃的研

3、究课题．与其它技术相比，电化学沉积半导体薄膜具有独特的优势，其成本低，可以常温操作，避免了高温在材料内部引入的热应力，并且可以获得大面积或形状复杂的外延层¨。．含Te的半导体材料，女ICdTe、ZnTe等是II-V嗾元素之间形成的重要的半导体材料．女ICdTe，它的能带隙Eg：1．47eV，与太阳光谱最优化匹配，同时CdTe半导体也是一种直接跃迁禁带材料，具有很高的光吸收系数口1．可见，开展CdTe、ZnTe等半导体电化学的研究，不仅对半导体电化学沉积机理、表面过程等具有基础理论研究价值，而且对

4、太阳能光电转换、核检测、红外检测、光折射器件、非线性光学、光开关、光发射量子阱、MCT9F延基底等的开发应用有着重要意义H1．Te是构成CdTe，ZnTe等半导体材料的一种元素，其电化学行为与电沉积制备CdTe，ZnTe等半导体材料密切相关．作为CdTe／CdS多层膜课题研究的基础部分，本文运用电化学循环伏安法(CV)和电化学石英晶体微天平(EQCM)技术考察了酸性介质中Te在铂电极上电沉积和阳极溶解过程，试图进一步从定量角度揭示其反应机理，并为进一步电沉积制备或者电化学外延生长CdTe等半导体

5、提供实验依据．2实验CV和EQCM实验在QCA917型EQCM仪(SEIKOEG&G公司)上进行，通过M270软件和GPIB接口卡(EG&G)与计算机和PARC．263A型恒电位仪(EG&G)相连接，完成数据同步采集及分析．工作电极为AT-cut石英晶体铂电极(SEIKOEG&G)，基频fo=9MHz，在溶液中fo=8．87MHz，几何面积约为0．2cm2．EQCM实验方法参阅文献[5】．实验在室温下进行，电位扫描速度20mV·S一，对电极为铂黑电极，参比电极为饱和甘汞电极(SCE)．实验开始前

6、通高纯氮气20分钟以除去溶液中的氧，实验过程中液面由高纯氮气氛加以保护．溶液由分析纯试剂和超纯水(K=18Mf2·cm)配制．收稿时问：2005—02—01项目基金：福建省自然科学基金计划资助项目(E0310026)、福建省教委科研基金资助项目和漳州市科技局资助项目．作者简介：卢江红(1964一)．女，福建福州市人，实验师，学士．万方数据86漳州师范学院学报(自然科学版)2005年EQCM基本原理乃是依据石英晶振频率随电极表面质量纳克级变化存在线性关系而进行的，即：Am=．SAf(1)式中s为质

7、量灵敏度因子，相当于晶振频率每改变1Hz时，电极上单位面积的质量变化，本实验中S为5．62ngcm2Hz～．Af=-饰，为石英晶振频率变化值，届表示石英晶体的基频．在电化学体系中，结合式(1)和Faraday定律可得到：^∥以=(一鲈AQ)SF(2)式中M表示沉积或者溶解物质的摩尔质量，n是电子的转移数，F是法拉第常数，妒AQ是单位电量上频率的改变量．据式(2)以鲈对AQ作图，从直线斜率可得(肘／厅)值，此即电极表面每lmol电子转移时引起表面质量变化量．利用(M／n)的值还可以确定电极表面沉积

8、物种和溶解物种的摩尔质量，．为判断半导体化合物电极反应机理提供丰富的信息．3结果与讨论图1(a，b)给出0．03m01．L-1Te02溶液(PH=2．0)中Te在AT-cut石英晶体铂电极上电沉积和阳极溶解C钉一0．8—0．40．00．40．8-0．8-0．40．00．40．8E，V(vs．SCE)图1Pt电极在O．03t001．L_1Tc02溶液(PH=2．0)中的CV(a)和△卅(b)曲线，起始电位：O．8V过程的循环伏安(CV)和质量变化(Am)曲线．通过自行设计的软件，将图1(a)CV曲