Везде

RAS Chemistry & Material ScienceЖурнал неорганической химии Russian Journal of Inorganic Chemistry

  • ISSN (Print) 0044-457X
  • ISSN (Online) 3034-560X

Low-temperature one-pot synthesis of tin(II) sulfide nanocrystalline thin films

You can
PII
10.31857/S0044457X24010011-1
DOI
10.31857/S0044457X24010011
Publication type
Article
Status
Published
Authors
N.S. Kozhevnikova
  • Affiliation:
    Ural Federal University
    Ural Institute of State Fire Service of EMERCOM of Russia
Volume/ Edition
Volume 69 / Issue number 1
Pages
3-13
Abstract
Photosensitive thin films of tin (II) sulfide with p-type conductivity and a band gap of 1.03 ± 0.09 eV have been obtained within the framework of the principles of «green chemistry» using the one-pot approach. In order to expand the range of sulfidizers used in the technology of deposition of thin nanostructured SnS films by chemical deposition, the efficiency of using sodium thiosulfate solutions is shown. It has been found that thin SnS films with good adhesion to a dielectric substrate and a size of coherent scattering regions of about 30 nm can be obtained as a result of a chemical reaction of the hydrolytic decomposition of thiosulfate ions. The conditions for obtaining SnS are substantiated by the thermodynamic analysis of ionic equilibria. Quantum-chemical calculations show that the p-type conductivity of the synthesized SnS films is most likely due to tin vacancies.
Keywords
нанокристаллический сульфид олова (II) тонкие пленки осаждение из растворов р-тип проводимости
Date of publication
18.09.2025
Year of publication
2025
Number of purchasers
0
Views
12

References

  1. 1. Brent J.R., Lewis D.J., Lorenz T. et al. // J. Am. Chem. Soc. 2015. V. 137. № 39. P. 12689. https://doi.org/10.1021/jacs.5b08236
  2. 2. Banai R.E., Horn M.W., Brownson J.R.S. // Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 2016. V. 150. P. 112. http://dx.doi.org/10.1016/j.solmat.2015.12.001
  3. 3. Reddy K.T.R., Reddy N.K., Miles R.W. // Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 2006. V. 90. № 18–19. P. 3041. https://doi.org/10.1016/j.solmat.2006.06.012
  4. 4. Mathews N.R., Anaya H.B.M., Cortes-Jacome M.A. et al. // J. Electrochem. Soc. 2010. V. 157. № 3. P. H337. https://doi.org/10.1149/1.3289318
  5. 5. Bashkirov S.A., Gremenok V.F., Ivanov V.A. et al. // Thin Solid Films. 2012. V. 520. P. 5807. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2012.04.030
  6. 6. Kabouche S., Bellal B., Louafi Y. et al. // Mater. Chem. Phys. 2017. V. 195. P. 229. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2017.04.031
  7. 7. Gao W., Wu C., Cao M. et al. // J. Alloys Compd. 2016. V. 688. Part A. P. 668. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2016.07.083
  8. 8. Один И.Н., Гапанович М.В., Урханов О.Ю. и др. // Неорган. материалы. 2021. Т. 57. № 1. С. 3. [Odin I.N., Gapanovich M.V., Urkhanov O.Y., et al // Inorganic Materials. 2021. V. 57. № 1. P. 3].
  9. 9. Гапанович М.В., Ракитин В.В., Новиков Г.Ф. // Журн. неорган. химии. 2022. Т. 67. № 1. С. 3. [Gapanovich M.V., Rakitin V.V., Novikov G.F. // Russ. J. Inorg. Chem. 2022. Т. 67. № 1. P. 1. https://doi.org/10.1134/S0036023622010041]
  10. 10. Schneikart A., Schimper H.-J., Klein A. et al. // J. Phys. D: Appl. Phys. 2013. V. 46. № 30. P. 305109. https://doi.org/10.1088/0022-3727/46/30/305109
  11. 11. Башкиров С.А., Гременок В.Ф., Иванов В.А. и др. // Физика твердого тела. 2012. Т. 54. № 12. C. 2372.
  12. 12. Hartman K., Johnson J.L., Bertoni M.I. et al. // Thin Solid Films. 2011. V. 519. № 21. P. 7421. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2010.12.186
  13. 13. Wangperawong A., Herron S.M., Runser R.R. et al. // Appl. Phys. Lett. 2013. V. 103. P. 052105. https://doi.org/10.1063/1.4816746
  14. 14. Sinsermsuksakul P., Heo J., Noh W. et al. // Adv. Energy Mater. 2011. V. 1. № 6. P. 1116. https://doi.org/10.1002/aenm.201100330
  15. 15. Ballipinar F., Rastogi A.C. // J. Alloys Compd. 2017. V. 728. P. 179. 10.1016/j.jallcom.2017.08.295
  16. 16. Sajeesh T.H., Warrier A.R., Kartha C.S. et al. // Thin Solid Films. 2010. V. 518. № 15. P. 4370. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2010.01.040
  17. 17. Takeuchia K., Ichimuraa M., Araia E. et al. // Sol. Energy Mater. Sol. Cells. 2003. V. 75. № 3–4. P. 427. https://doi.org/10.1016/S0927-0248 (02)00192-7
  18. 18. Avellaneda D., Nair M.T.S., Nair P.K. // J. Electrochem. Soc. 2008. V. 155. № 7. P. D517. https://doi.org/10.1149/1.2917198
  19. 19. Hayakawa R., Takano Y. // Thin Solid Films. 2017. V. 636. P. 171. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2017.06.005
  20. 20. Маскаева Л.Н., Федорова Е.А., Шемякина А.И. и др. // Бутлеровские сообщения. 2014. Т. 37. № 2. С. 1. [Maskaeva L.N., Fyodorova E.A., Shemyakina A.I. et al. // Butlerov Commun. 2014. Vol. 37. №2. P.1]
  21. 21. Chalapathi U., Poornaprakash B., Park S.H. // Solar Energy. 2016. V. 139. P. 238. https://doi.org/10.1016/j.solener.2016.09.046
  22. 22. Chalapathi U., Poornaprakash B., Park S.H. // J. Alloys Compd. 2016. V. 689. P. 938. https://doi.org/10.1016/j.jallcom.2016.08.066
  23. 23. Титов В.А., Рыбкин В.В., Соколов В.Ф. и др. Электронное материаловедение: Лабораторный практикум. Иваново: Иван. гос. хим.-технол. ун-т, 2003. 108 c.
  24. 24. Ordejon P., Artacho E., Soler J.M. // Phys. Rev. B. 1996. V. 53. Р. R10441. http://dx.doi.org/10.1103/PhysRevB.53.R10441
  25. 25. García A., Papior N., Akhtar A. et al. // J. Chem. Phys. 2020. V. 152. P. 204108. https://doi.org/10.1063/ 5.0005077
  26. 26. Марков В.Ф., Маскаева Л.Н., Иванов П.Н. Гидрохимическое осаждение пленок сульфидов металлов: моделирование и эксперимент. Екатеринбург: УрО РАН, 2006. 218 с.
  27. 27. Лурье Ю.Ю. Справочник по аналитической химии. М.: Химия, 1971. 456 с.
  28. 28. Williamson G.K., Hall W.H. // Acta Metall. 1953. V. 1. P. 22. https://doi.org/10.1016/0001-6160 (53)90006-6
  29. 29. Chandrasekhar H.R., Humphreys R.G., Zwick U. et al. // Phys. Rev. B. 1977. V. 15. P. 2177.
  30. 30. Stranick M.A., Moskwa A. // Surf. Sci. Spectra. 1993. V. 2. P. 45. https://doi.org/10.1116/1.1247723
  31. 31. Patel M., Kim J. // Data in Brief. 2017. V. 15. P. 252. https://doi.org/10.1016/j.dib.2017.09.037.
  32. 32. Vidal J., Lany S., d’Avezac M. et al. // Appl. Phys. Lett. 2012. V. 100. № 3. P. 032104. https://doi.org/10.1063/1.3675880
  33. 33. Попов И.С., Кожевникова Н.С., Еняшин А.Н. и др. // Докл. АН. Сер. Физ. химия. 2017. Т. 472. № 4. С. 416. [Popov I.S., Kozhevnikova N.S., Enyashin A.N. at al. // Doklady Physical Chemistry. 2017. V. 472. № 2. Р. 23. https://doi.org/10.1134/S0012501617020026]
  34. 34. Kozhevnikova N.S., Maskaeva L.N., Lekomtseva E.E. et al. // Nanosystems: Physics, Chemistry, Mathematics. 2020. V. 11. № 5. P. 529. https://doi.org/10.17586/2220-8054-2020-11-5-529-536
  35. 35. Li W., Walther C.F.J., Kuc A. et al. // J. Chem. Theory Comput. 2013. V. 9. № 7. P. 2950. https://doi.org/10.1021/ct400235w
  36. 36. Guneri E., Ulutas C., Kirmizigul F. et al. // Appl. Surf. Sci. 2010. V. 257. № 4. P. 1189. https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2010.07.104
  37. 37. Hartman K., Johnson J.L., Bertoni M.I. et al. // Thin Solid Films. 2011. V. 519. № 21. P. 7421. https://doi.org/10.1016/j.tsf.2010.12.186
  38. 38. Koteeswara Reddy N., Hahn Y.B., Devika M. et al. // J. Appl. Phys. 2007. V. 101. P. 093522. https://doi.org/10.1063/1.2729450
  39. 39. Parenteau M., Carlone C. // Phys. Rev. B. 1990. V. 41. P. 5227.
  40. 40. Burton L.A., Colombara D., Abellon R.D. // Chem. Mater. 2013. V. 25. № 24. P. 4908. https://doi.org/10.1021/cm403046m
  41. 41. Titova L.V., Fregoso B.M., Grimm R.L. Chapter 5: Group-IV monochalcogenides GeS, GeSe, SnS, SnSe, in book Chalcogenide: From 3D to 2D and Beyond. Woodhead Publishing Series in Electronic and Optical Materials: 2020. Р. 119–151.
  42. 42. Urbah F. // Phys. Rev. 1953. V. 92. P. 1324.
  43. 43. Ролдугин В.И. // Успехи химии. 2003. Т. 72. № 10. С. 931. [Roldugin V.I. // Russ. Chem. Rev. 2003. V. 72. № 10. P. 931. https://doi.org/10.1070/RC2003v072n10ABEH000805]
  44. 44. Торхов Н.А., Божков В.Г., Ивонин И.В. и др. // Физика и техника полупроводников. 2009. Т. 43. № 1. С. 38.
  45. 45. Самсонов В.М., Кузнецова Ю.В., Дьякова Е.В. // Журн. техн. физики. 2016. Т. 86. № 2. С. 71.
  46. 46. Сдобняков Н.Ю., Антонов А.С., Иванов Д.В. Морфологические характеристики и фрактальный анализ металлических пленок на диэлектрических поверхностях. Тверь: Тверской гос. ун-т, 2019. 168 с.
  47. 47. Смирнов Б.М. Физика фрактальных кластеров. М.: Наука, 1991. 136 с.
  48. 48. Смирнов Б.М. // Успехи физ. наук. 1986. Т. 149. № 2. С. 177.
  49. 49. Федер Е. Фракталы / Пер. с англ. М.: Мир, 1991. 254 с.
QR
Translate

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Higher Attestation Commission

At the Ministry of Education and Science of the Russian Federation

Scopus

Scientific Electronic Library