Физика и химия стекла, 2019, T. 45, № 5, стр. 432-440
Электропроводность и электродные свойства аморфных пленок PbS–Ag2S–As2S3 и PbS–AgI–As2S3, нанесенных из растворов стекол в н-бутиламине
Д. Л. Байдаков 1, *, Е. В. Школьников 1
1 Санкт-Петербургский государственный лесотехнический университет, кафедра химии
194021 Санкт-Петербург, Институтский пер., 5, Россия
* E-mail: chemwood@rambler.ru
Поступила в редакцию 21.12.18
После доработки 11.05.19
Принята к публикации 06.06.19
Аннотация
Исследованы параметры удельной электропроводности и электродные характеристики массивных стекол и аморфных пленок PbS–AgI–As2S3 и PbS–Ag2S–As2S3. Установлено, что нижний предел обнаружения катионов Pb2+ для большинства исследованных мембран равен 10–7 моль/л, нернстова область электродной функции составляет 10–6–10–1 моль/л. Время отклика некоторых пленочных мембран составляет 30–40 с в разбавленных и 5–10 с в 0.01–0.1 М перемешиваемых растворах Pb(NO3)2.
ВВЕДЕНИЕ
В последние десятилетия проведены исследования электропроводности и электродных свойств многокомпонентных халькогенидных стекол, содержащих селениды или сульфиды мышьяка. Необычные электрические и оптические свойства (низкая чувствительность к примесям, сверхбыстрые фазовые переходы и эффекты переключения и памяти в пленках, высокая прозрачность и низкие оптические потери в инфракрасной области спектра) халькогенидных полупроводниковых стекол используют при создании устройств памяти, линз, призм и волоконных световодов для инфракрасного диапазона [1]. Серебросодержащие халькогенидные стекла благодаря повышенной химической стойкости применяются в качестве материалов для мембран ионоселективных электродов [2].
В работах [3–5] исследованы электропроводность и электродные свойства пленок CuI–PbI2–As2Se3, CuI–AgI–As2Se3, PbI2–AgI–As2Se3, селективных к катионам Cu2+ и Pb2+. Установлено, что параметры электропроводности и электродные характеристики стекол и пленок практически не отличаются.
Цель настоящей работы – исследование электропроводности и электродных свойств аморфных пленок, нанесенных из растворов объемных стекол PbS–AgI–As2S3 и PbS–Ag2S–As2S3 в н-бутиламине.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
Исходными веществами для синтеза стекол служили сульфид свинца PbS, сульфид серебра Ag2S, иодид серебра AgI и сульфид мышьяка As2S3 квалификации “х. ч.” или “о. с. ч.” с общей массой шихты 5 г. Синтез осуществляли методом вакуумной плавки в кварцевых ампулах (0.01–0.1 Па). Образцы медленно нагревали в печи до 400–500°С, выдерживали в течение 8 ч, перемешивали каждые 2 ч. Далее нагревали до 900°С с выдержкой 12–24 ч, с последующим понижением температуры до 600°С 4 ч. Закалку ампулы с расплавом от 600°С проводили на воздухе или в воде со льдом.
Сульфидные пленки наносили из растворов в первичном алифатическом амине. Методика нанесения свинцово- и серебросодержащих многокомпонентных халькогенидных пленок из растворов в н-бутиламине разработана ранее и приведена в работах [3, 4].
Измерение электропроводности пленок. Измерение общей электропроводности пленок PbS–Ag2S–As2S3 и PbS–AgI–As2S3 проводили согласно методике, подробно описанной авторами в работах [4, 6].
Изготовление ионоселективных стеклянных электродов. Образец стекла в форме диска шлифовали абразивным порошком, одну из торцевых граней полировали, а на другую грань методом термического испарения в вакууме наносили слой серебра, к серебряному слою приклеивали медный токоотвод. Для увеличения прочности твердый контакт покрывали эпоксидной смолой и полученную мембрану вклеивали в торец пластиковой трубки.
Изготовление пленочных электродов. К проводящему слою пленки приклеивали токоотвод из меди и эпоксидной смолой изолировали область перекрывания слоев проводника и полупроводника.
Электродные измерения. Измерение электродвижущей силы (ЭДС) электрохимических ячеек [5] с сопротивлением мембран менее 107 Ом проводили с помощью цифрового вольтметра В7-23 с входным сопротивлением 109 Ом. Точность измерения ЭДС составляла 0.1 мВ. При измерении ЭДС ячеек с низкой проводимостью мембран использовали иономер И-130 с входным сопротивлением 1012 Ом, точность измерения ЭДС составляла 0.5 мВ.
Стандартные растворы для калибровки электродов готовили методом последовательных разбавлений 1 М раствора Pb(NO3)2 дистиллированной водой. Растворы с концентрацией нитрата свинца 10–5 и 10–6 моль/л готовили ежедневно перед проведением измерений [5].
Для определения времени отклика электрод погружали в 0.1 М раствор KNO3, и при большой скорости перемешивания добавляли рассчитанные небольшие объемы стандартных растворов нитрата свинца. Концентрация KNO3 в исследуемых растворах и их ионная сила не менялись. Все измерения проводили при комнатной температуре при постоянном перемешивании магнитной мешалкой.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
Электропроводность пленок и стекол. В табл. 1 и 2 представлены для пленок и стекол PbS–AgI–As2S3 и PbS–Ag2S–As2S3 энергия активации переноса заряда Еа и логарифм предэкспоненциального множителя σ0 в уравнении
где k – константа Больцмана, Т – абсолютная температура. Изотермы удельной электропроводности σ при 298 К указанных материалов показаны на рис. 1.Таблица 1.
Состав и параметры удельной электропроводности пленок и стекол PbS–AgI–As2S3
| Содержание PbS, мол. % |
R = [AgI]/[As2S3] | Материал | Еа, эВ | lg σ0 |
|---|---|---|---|---|
| 10 | 0 | Пленка Стекло |
1.02 ± 0.06 1.08 ± 0.03 |
3.3 ± 0.2 3.2 ± 0.2 |
| 20 | Пленка Стекло |
0.87 ± 0.05 0.84 ± 0.04 |
2.4 ± 0.3 2.3 ± 0.3 |
|
| 30 | Пленка Стекло |
0.78 ± 0.04 0.79 ± 0.02 |
2.2 ± 0.2 2.3 ± 0.2 |
|
| 40 | Пленка Стекло |
0.65 ± 0.04 0.67 ± 0.02 |
1.4 ± 0.2 1.5 ± 0.2 |
|
| 0 | 1/4 | Пленка Стекло |
0.52 ± 0.04 0.53 ± 0.03 |
1.3 ± 0.7 1.3 ± 0.6 |
| 10 | Пленка Стекло |
0.56 ± 0.03 0.57 ± 0.03 |
1.3 ± 0.5 1.4 ± 0.5 |
|
| 20 | Пленка Стекло |
0.61 ± 0.03 0.65 ± 0.03 |
1.2 ± 0.5 1.3 ± 0.5 |
|
| 30 | Пленка Стекло |
0.67 ± 0.03 0.70 ± 0.03 |
1.8 ± 0.5 2.1 ± 0.5 |
|
| 40 | Пленка Стекло |
0.72 ± 0.03 0.74 ± 0.04 |
2.4 ± 0.5 2.5 ± 0.5 |
|
| 0 | 1/2 | Пленка Стекло |
0.36 ± 0.03 0.35 ± 0.04 |
2.0 ± 0.5 1.9 ± 0.5 |
| 10 | Пленка Стекло |
0.45 ± 0.04 0.43 ± 0.03 |
2.1 ± 0.3 2.0 ± 0.3 |
|
| 20 | Пленка Стекло |
0.54 ± 0.04 0.54 ± 0.03 |
2.7 ± 0.3 2.6 ± 0.3 |
|
| 30 | Пленка Стекло |
0.61 ± 0.02 0.62 ± 0.03 |
2.9 ± 0.3 2.9 ± 0.3 |
|
| 40 | Пленка Стекло |
0.68 ± 0.03 0.67 ± 0.04 |
3.5 ± 0.3 3.4 ± 0.4 |
Таблица 2.
Состав и параметры удельной электропроводности пленок и стекол PbS–Ag2S–As2S3
| Содержание PbS, мол. % | R = [Ag2S]/[As2S3] | Материал | Еа, эВ | lgσ0 |
|---|---|---|---|---|
| 0 | 1/4 | Пленка Стекло |
0.52 ± 0.04 0.51 ± 0.03 |
1.2 ± 0.7 1.2 ± 0.6 |
| 10 | Пленка Стекло |
0.57 ± 0.03 0.58 ± 0.03 |
1.2 ± 0.5 1.3 ± 0.5 |
|
| 20 | Пленка Стекло |
0.64 ± 0.03 0.66 ± 0.03 |
2.1 ± 0.5 2.0 ± 0.5 |
|
| 30 | Пленка Стекло |
0.68 ± 0.03 0.69 ± 0.03 |
1.9 ± 0.5 1.9 ± 0.5 |
|
| 40 | Пленка Стекло |
0.75 ± 0.03 0.74 ± 0.04 |
2.0 ± 0.5 1.8 ± 0.4 |
|
| 0 | 1/2 | Пленка Стекло |
0.46 ± 0.03 0.45 ± 0.04 |
2.4 ± 0.5 2.4 ± 0.5 |
| 10 | Пленка Стекло |
0.41 ± 0.04 0.40 ± 0.03 |
1.0 ± 0.3 1.0 ± 0.3 |
|
| 20 | Пленка Стекло |
0.47 ± 0.04 0.44 ± 0.03 |
1.5 ± 0.3 1.1 ± 0.3 |
|
| 30 | Пленка Стекло |
0.50 ± 0.02 0.48 ± 0.03 |
1.5 ± 0.3 1.4 ± 0.3 |
|
| 40 | Пленка Стекло |
0.55 ± 0.03 0.54 ± 0.04 |
1.8 ± 0.5 1.8 ± 0.4 |
Рис. 1.
Изотермы удельной электропроводности пленок и стекол состава PbS–AgI–As2S3 (а) и PbS–Ag2S–As2S3 при 298 К (б).
По всем исследованным разрезам R в системах PbS–AgI–As2S3 и PbS–Ag2S–As2S3 параметры удельной электроповодности для аморфных пленок и массивных стекол аналогичного состава в пределах погрешностей одинаковы. В [4–6] такие же выводы для пленок и стекол систем CuI–AgI–As2Se3, PbI2–AgI–As2Se3, CuI–AsI3–As2Se3, CuI–SbI3–As2Se3.
Из рис. 1 видно, что при увеличении содержания сульфида свинца от 0 до 40 мол. % проводимость пленок и стекол PbS–AgI–As2S3 и PbS–Ag2S–As2S3 при R = 1/4 и 1/2 уменьшается на 2 порядка.
Полупроводниковые стекла и пленки PbS–As2S3 имеют низкую электропроводность, возрастающую на 4 порядка. При увеличении содержания PbS от 0 до 40 мол. % ее значения возрастают на 4 порядка. У стекол Ag2S–As2S3 с содержанием сульфида серебра до 12 мол. % наблюдается электронно-ионная проводимость, 17.5–66.7 мол. % Ag2S-ионная проводимость. В стекле AgAsS2 число переноса ионов Ag+ равно 1.0 [7]. Большинство серебросодержащих стекол PbS–Ag2S(AgI)–As2S3 являются твердыми электролитами с Ag+-ионной проводимостью (10–8–10–3 Ом–1см–1) [2]. Электронная составляющая проводимости на 4–6 порядков ниже ионной. Из табл. 1 и 2 видно, что общая электропроводность стекол и пленок возрастает с увеличением содержания Ag2S(AgI) в исходной шихте.
При синтезе исследованных стекол возможны следующие гетерогенные реакции в интервале температур 583–773 К [8–10]:
(2)
$\begin{gathered} 0.5{\text{A}}{{{\text{g}}}_{{\text{2}}}}{\text{S}}\left( {\text{к}} \right) + 0.5{\text{A}}{{{\text{s}}}_{{\text{2}}}}{{{\text{S}}}_{3}}\left( {\text{ж}} \right) = {\text{AgAs}}{{{\text{S}}}_{2}}\left( {\text{ж}} \right) \\ \Delta {{G}_{{298}}} = - 11{\text{ кДж}},\,\,\,\,\Delta {{G}_{{775}}} = - 7{\text{ кДж}}; \\ \end{gathered} $(3)
$\begin{gathered} {\text{AgI}}\left( {\text{к}} \right) + {\text{A}}{{{\text{s}}}_{{\text{2}}}}{{{\text{S}}}_{{\text{3}}}}\left( {\text{ж}} \right) = 2{\text{AsSI}}\left( {\text{ж}} \right) + {\text{A}}{{{\text{g}}}_{{\text{2}}}}{\text{S}}\left( {\text{к}} \right)~ \\ \Delta G \leqslant - 5{\text{ кДж;}} \\ \end{gathered} $(4)
$\begin{gathered} {\text{5PbS}}\left( {\text{к}} \right) + 3{\text{A}}{{{\text{s}}}_{{\text{2}}}}{{{\text{S}}}_{3}}\left( {\text{ж}} \right) = 5{\text{PbS}} \cdot {\text{3A}}{{{\text{s}}}_{{\text{2}}}}{{{\text{S}}}_{{\text{3}}}}\left( {\text{ж}} \right) \\ \Delta G < 0. \\ \end{gathered} $Твердофазная обменная реакция
(5)
${\text{2AgI}}\left( {\text{к}} \right) + {\text{PbS}}\left( {\text{к}} \right) = {\text{Pb}}{{{\text{I}}}_{{\text{2}}}}\left( {\text{к}} \right) + {\text{A}}{{{\text{g}}}_{{\text{2}}}}{\text{S}}\left( {\text{к}} \right)$Получающиеся в расплаве структурные единицы (с.е.) тройных легко стеклующихся соединений AgAsS2 и AsSI [11] и с.е. трудно кристаллизующегося стекла 5PbS · 3As2S3 (PbAs1.2S2.8), известного в природе минерала [9], способствуют стеклообразованию и в значительной мере определяют полимерную структуру, электропроводность и электродные свойства исследованных в настоящей работе стекол и пленок (с 4–12 ат. % Pb и с 5–13 ат. % Ag).
Аналогия параметров электропроводности стекол и пленок, нанесенных из раствора, объясняется моделью растворения халькогенидных стекол в аминах.
В работах [12, 13] предложена схема взаимодействия сульфида мышьяка с аминами, основанная на реакции аммонолиза. Авторами сделан вывод о квазимицеллярном характере растворения сульфида мышьяка в аминах:
(6)
${{\left( {{\text{A}}{{{\text{s}}}_{{\text{2}}}}{{{\text{S}}}_{3}}} \right)}_{n}} + {\text{RN}}{{{\text{H}}}_{2}} \to {{\left( {{\text{A}}{{{\text{s}}}_{{\text{2}}}}{{{\text{S}}}_{3}}} \right)}_{{n\, - \,m}}}{\text{S}}_{m}^{ - }{\text{RNH}}_{2}^{ + } + {\text{As}}{{\left( {{\text{RNH}}} \right)}_{3}}.$На основе результатов элементного анализа, тонкослойной хроматографии, а также ИК и ЭПР спектроскопии авторами [12, 13] установлено существование в растворе фрагментов полимерной сетки стекла As2S3, на поверхности которой находятся сульфидные группы, связанные с ионами алкиламмония.
В работах [14–16] изучали механизм взаимодействия халькогенидных стекол систем As–S и As–Se с растворами аминов. Установлено, что растворение сульфидных и селенидных стекол в аминах приводит к сохранению полимерной сетки халькогенидного стекла в растворе.
По-видимому, при растворении многокомпонентных стекол PbS–AgI–As2S3 и PbS–Ag2S–As2S3 в н-бутиламине, и при последующем нанесении и формировании пленок сохраняется полимерная структура объемных стекол [12–16]. Сохранение полимерной структуры стекол при формировании пленок приводит к аналогии электрических свойств пленок и стекол PbS–AgI–As2S3 и PbS–Ag2S–As2S3.
Электродные свойства пленок. Электроды с пленочными мембранами составов PbS–Ag2S–As2S3, PbS–AgI–As2S3 показали хорошую чувствительность к катионам Pb2+ (табл. 3, 4). Для большинства исследованных мембран в этих системах нернстова область функции составляет 10–6–10–1 моль/л, нижний предел обнаружения катионов Pb2+ равен 10–7 моль/л.
Таблица 3.
Электродные характеристики объемных стекол и аморфных пленок PbS–AgI–As2S3, чувствительных к катионам Pb2+
| Содержание PbS, мол. % | R = [AgI]/[As2S3] | Материал | Угловой коэффициент функции, мВ/декаду |
Нернстова область функции, моль/л | Предел обнаружения, моль/л |
|---|---|---|---|---|---|
| 10 | 0 | Пленка Стекло |
8.7 ± 0.3 8.3 ± 0.3 |
10–2–10–1 | 5 ×10–7 |
| 20 | Пленка Стекло |
14.0 ± 0.3 14.6 ± 0.3 |
10–3–10–1 | 5 ×10–7 | |
| 30 | Пленка Стекло |
23.9 ± 0.3 23.2 ± 0.3 |
10–4–10–1 | 5 ×10–7 | |
| 40 | Пленка Стекло |
28.8 ± 0.3 28.7 ± 0.3 |
10–6–10–1 | 5 ×10–7 | |
| 0 | 1/4 | Пленка Стекло |
16.5 ± 0.3 16.7 ± 0.3 |
10–4–10–1 | 5 ×10–7 |
| 10 | Пленка Стекло |
24.6 ± 0.3 24.7 ± 0.3 |
10–5–10–1 | 10–7 | |
| 20 | Пленка Стекло |
28.8 ± 0.3 28.7 ± 0.3 |
10–6–10–1 | 10–7 | |
| 30 | Пленка Стекло |
29.2 ± 0.3 29.4 ± 0.3 |
10–6–10–1 | 10–7 | |
| 40 | Пленка Стекло |
29.5 ± 0.3 29.4 ± 0.3 |
10–6–10–1 | 10–7 | |
| 0 | 1/2 | Пленка Стекло |
14.8 ± 0.3 14.5 ± 0.3 |
10–5–10–1 | 5 ×10–7 |
| 10 | Пленка Стекло |
23.9 ± 0.3 23.6 ± 0.3 |
10–6–10–1 | 10–7 | |
| 20 | Пленка Стекло |
29.2 ± 0.3 29.3 ± 0.3 |
10–6–10–1 | 10–7 | |
| 30 | Пленка Стекло |
29.1 ± 0.3 29.3 ± 0.3 |
10–6–10–1 | 10–7 | |
| 40 | Пленка Стекло |
29.2 ± 0.3 29.5 ± 0.3 |
10–6–10–1 | 10–7 |
Таблица 4.
Электродные характеристики объемных стекол и аморфных пленок PbS–Ag2S–As2S3, чувствительных к катионам Pb2+
| Содержание PbS, мол. % |
R = [Ag2S]/[As2S3] | Материал | Угловой коэффициент функции, мВ/декаду | Нернстова область функции, моль/л | Предел обнаружения, моль/л |
|---|---|---|---|---|---|
| 0 | 1/4 | Пленка Стекло |
12.5 ± 0.3 12.5 ± 0.3 |
10–3–10–1 | 5 × 10–7 |
| 10 | Пленка Стекло |
15.4 ± 0.3 16.0 ± 0.3 |
10–4–10–1 | 5 × 10–7 | |
| 20 | Пленка Стекло |
18.2 ± 0.3 18.7 ± 0.3 |
10–4–10–1 | 5 × 10–7 | |
| 30 | Пленка Стекло |
24.7 ± 0.3 24.4 ± 0.3 |
10–6–10–1 | 10–7 | |
| 40 | Пленка Стекло |
29.5 ± 0.3 29.4 ± 0.3 |
10–6–10–1 | 10–7 | |
| 0 | 1/2 | Пленка Стекло |
14.8 ± 0.3 14.5 ± 0.3 |
10–4–10–1 | 5 × 10–7 |
| 10 | Пленка Стекло |
18.9 ± 0.3 19.0 ± 0.3 |
10–4–10–1 | 5 × 10–7 | |
| 20 | Пленка Стекло |
27.2 ± 0.3 27.3 ± 0.3 |
10–6–10–1 | 10–7 | |
| 30 | Пленка Стекло |
29.1 ± 0.3 29.3 ± 0.3 |
10–6–10–1 | 10–7 | |
| 40 | Пленка Стекло |
29.2 ± 0.3 29.5 ± 0.3 |
10–6–10–1 | 10–7 |
В системе PbS–Ag2S–As2S3 наклон калибровочного графика в нернстовой области для пленок PbS 40 мол. % близок к теоретическому значению и составляет 29 мВ/декаду. Для электродов с содержанием PbS в мембране менее 30 мол. % наклон калибровочного графика меньше теоретического. Это увеличивает погрешность определения концентрации ионов Pb2+ в растворе и приводит к увеличению (в 5 раз) нижнего предела обнаружения ионов (табл. 3, 4).
Для электродов с пленочной мембраной PbS–AgI–As2S3 (табл. 4) теоретический угловой коэффициент функции 29 мВ/декаду наблюдается уже для пленок и стекол с содержанием сульфида свинца от 20 мол. % для R = 1/4 и R = 1/2.
Пленочные электроды с содержанием PbS от 20 мол. % и более проявляют стабильность электродного потенциала до 30 дней. Дрейф электродного потенциала в течение рабочего дня составлял ±0.04 мВ/ч, а в течение двух месяцев не превышал ±6 мВ.
Стандартные потенциалы электродов с мембранами одинакового состава различались не более, чем на 5 мВ. Различие стандартных потенциалов у мембран разных составов в интервале от 0 до 40 мол. % сульфида свинца не превышало 20 мВ. Аналитическое время отклика лучших мембран составляло 30–40 с в разбавленных и 5–10 с в 0.01–0.1 М перемешиваемых растворах Pb(NO3)2.
Высокое омическое сопротивление мембран (≥1010 Ом) увеличивает время электродного отклика. Электродные свойства халькогенидных стеклянных мембран значительно зависят от химической стойкости [11] и морфологии поверхностного слоя [2] мембран. Стеклянная мембрана AgAsS2 (с.е. Agq+Sq–AsS2/2) довольно устойчива в разбавленных кислотах HCl, H2SO4 и менее стойка в кислых окислительных средах на основе HNO3 [11].
Сравнительный анализ параметров удельной электропроводности (табл. 1, 2), электродных свойств стекол и пленок (табл. 3, 4) и имеющейся информации о свойствах стеклообразователей As2S3, AgAsS2, 5PbS.3As2S3 и AsSI позволяют предложить вероятные структурно-химические модели исследованных стекол и пленок:
(7)
$0.{\text{5A}}{{{\text{g}}}_{{\text{2}}}}{\text{S}} + x{\text{PbS}} + {\text{A}}{{{\text{s}}}_{{\text{2}}}}{{{\text{S}}}_{{\text{3}}}} \to {\text{AgAs}}{{{\text{S}}}_{{\text{2}}}} + x{\text{PbA}}{{{\text{s}}}_{{{\text{1}}{\text{.2}}}}}{{{\text{S}}}_{{{\text{2}}{\text{.8}}}}} + \left( {{\text{0}}{\text{.5}}--{\text{0}}{\text{.6}}x} \right){\text{A}}{{{\text{s}}}_{{\text{2}}}}{{{\text{S}}}_{{\text{3}}}}{\text{,}}$(8)
$0.5{\text{AgI}} + x{\text{PbS}} + {\text{A}}{{{\text{s}}}_{{\text{2}}}}{{{\text{S}}}_{3}} \to 0.5{\text{AgAs}}{{{\text{S}}}_{{\text{2}}}} + {\text{0}}{\text{.5AsSeI}} + x{\text{PbA}}{{{\text{s}}}_{{{\text{1}}{\text{.2}}}}}{{{\text{S}}}_{{{\text{2}}{\text{.8}}}}} + \left( {{\text{0}}{\text{.5}} - {\text{0}}{\text{.6}}x} \right){\text{A}}{{{\text{s}}}_{{\text{2}}}}{{{\text{S}}}_{{\text{3}}}}{\text{,}}$Полученные в данной работе результаты по электропроводности и электродным свойствам тонких аморфных пленок PbS–AgI–As2S3 и PbS–Ag2S–As2S3 согласуются с результатами работы [2], в которой были исследованы электропроводность и электродные свойства стекол аналогичного состава.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Впервые исследованы параметры удельной электропроводности и электродные характеристики аморфных пленок PbS–AgI–As2S3 и PbS–Ag2S–As2S3, нанесенных из растворов стекол в н-бутиламине. Величина электропроводности при 298 К составляет 10–14–10–4 Ом–1 см–1.
Для пленок с 40 мол. % PbS в системе PbS–Ag2S–As2S3 градиент электродной функции в нернстовой области 10–6–10–1 моль Pb2+/л близок к теоретическому значению 29 мВ/декаду при всех исследованных концентрациях Ag2S. Для мембран PbS–AgI–As2S3 теоретический градиент электродной функции наблюдается для пленок и стекол с 20–40 мол. % PbS при R = [AgI]/[As2S3] = 0.25 и 0.5.
Параметры электропроводности и электродные характеристики массивных стекол и аморфных пленок аналогичного состава в пределах погрешностей одинаковы.
Предложены вероятные структурно-химические модели стекол и пленок PbS‒Ag2S–As2S3 и PbS–AgI–As2S3.
Список литературы
Богословский И.А., Цендин К.Д. Физика эффектов переключения и памяти в халькогенидных стеклообразных полупроводниках // Физика и техника полупроводников. 2012. Т. 46. № 5. С. 577–607.
Vlasov Yu.G.,Bychkov E.A., Legin A.V. New lead ion-selective chalcogenisde glass electrodes // Ion-Selective Electrodes. V. 4. Ed. By E.Pungor. Budapest: Akademiai Kiado, 1984. P. 657–677.
Легин А.В., Байдаков Д.Л., Власов Ю.Г. Тонкие пленки CuI–PbI2–As2Se3, полученные методом химического нанесения // Физ. и хим. стекла. 1996. Т. 22. № 2. С. 130–136.
Байдаков Д.Л. Электропроводность халькогенидных пленок CuI–AgI–As2Se3, PbI2–AgI–As2Se3, полученных методом химического нанесения // Физ. и хим. стекла. 2013. Т. 39. № 5. С. 35–40.
Байдаков Д.Л., Школьников Е.В. Электродные свойства галогенидхалькогенидных стекол и аморфных пленок, полученных методом химического нанесения // Физ. и хим. стекла. 2018. Т. 44. № 4. С. 422–429.
Байдаков Д.Л., Школьников Е.В., Рысева В.А. Электропроводность халькогенидных пленок CuI–AsI3–As2Se3, CuI–SbI3–As2Se3, полученных методом химического нанесения // Физ. и хим. стекла. 2010. Т. 36. № 6. С. 705–710.
Kawamoto Y., Nishida M. Ionic conduction in As2S3–Ag2S, GeS2–GeS–Ag2S and P2S5–Ag2S glasses // J. Non-Cryst. Solids. 1976. V. 20. № 3. P. 393–404.
Thermal Constants of Substances. V. 1–8. Ed. V. S. Yungman. New York: Wiley. 1999.
Виноградова Г.З. Стеклообразование и фазовые равновесия в халькогенидных системах. Двойные и тройные системы. М.: Наука. 1984. 176 с.
Гасанова З.Т., Машадиева Л.Ф., Зломанов В.П., Бабанлы М.Б. Термодинамическое исследование системы Ag2S–As2S3–S методом ЭДС с твердым электролитом Ag4RbIS // Неорганические материалы. 2014. Т. 50. № 1. С. 11–14.
Школьников Е.В. Кинетика кислотно-окислительного растворения стеклообразных (окси)халькогенидных Ag+ (Cu2+, Pb2+, Tl+) – сенсорных материалов // Физ. и хим. стекла. 2000. Т. 26. № 6. С. 861–869.
Chern G.C., Lauks I. Spin coated amorphous chalcogenide films: Thermal properties // J. Appl. Phys. 1983. V. 54. № 8. P. 4596–4601.
Chern G.C., Lauks I. Spin coated amorphous chalcogenide films: structural characterization // J. Appl. Phys. 1983. V. 54. № 7. P. 2701–2705.
Зенкин С.А., Мамедов С.Б., Михайлов М.Д., Туркина Е.Ю., Юсупов И.Ю. Механизм взаимодействия монолитных стекол и аморфных пленок системы As–S с растворами аминов // Физ. и хим. стекла. 1997. Т. 23. № 5. С. 560–568.
Чиснене Р.О. Взаимодействие триселенида мышьяка с растворами гидроксида натрия и этилендиамина: Автореф. дис. ... канд., Каунас. 1986. 15 с.
Коломиец Б.Т., Любин В.М., Шило В.Н. Растворение селенида мышьяка в органических растворителях // Доклады Академии наук СССР, 1971. Т. 201. № 5. С. 1106–1109.
Дополнительные материалы отсутствуют.
Инструменты
Физика и химия стекла
Пн.-пт.: 10.00-19.00