S, Se ve Te`ün potansiyel altı depozisyonu ve PbS, PbSe ve PbTe`ün yeni bir elektrodepozisyon yöntemi ile sentezi ve karakterizasyonu

Abstract

Au elektrotlar üzerinde S, Se ve Te atomik tabakalarının sulu çözeltilerindenelektrokimyasal adsorbsiyon ve desorbsiyon kinetikleri, dönüşümlü voltametri,kronokulometri ve kronoamperometri teknikleri ile incelendi. Sülfürün potansiyel altıdepozisyonu (upd) ve sıyrılması, polikristalin Au substratlar üzerinde iki farklıpotansiyelde meydana gelirken, sülfür upd'si Au(111) substratlar üzerinde sadece biroksidatif ve bir redüktif pikden ibarettir. Elektrosorbsiyon değerliği ve pH bağımlılığıçalışmaları tek basamakta meydana gelen, iki elektron transferini işaret etmektedir. Sesistemi Se yığın prosesinden daha pozitif potansiyellerde meydana gelen üç sınırlıyüzey redüksiyon piki ile karakterize edildi. Bu üç pik Se+4/Se0 redoks çifti için bilinenEo değerinden negatif potansiyellerde meydana geldiği için gerçek upd pikleri olarakdüşünülemezler. Birinci ve ikinci pik iki elektron transferine karşılık gelen Se+6türlerinin Se+4 türlerine indirgenmesi ile, üçüncü pik ise, dört elektron transferinekarşılık gelen adsorblanan Se+4 türlerinin elementel selenyuma indirgenmesi ileuyumludur. Dönüşümlü voltametri incelemeleri ile Te için iki farklı upd piki gözlendi.Birinci upd piki dört elektron transferine karşılık gelen ve adsorblanan HTeO2+türlerinin elementel tellüre indirgenmesi ile uyumludur. İkinci upd piki ise, çözeltidekiHTeO2+ türlerinin redüksiyonu ile tek tabakadaki boş kısımların doldurulmasına karşılıkgelmektedir. Bileşik yarıiletken PbX (X=S, Se, Te) filmleri, PbX'in doygunçözeltisinden, hem Pb hem de X'in upd veya sınırlı yüzey reaksiyonu potansiyellerineuygun sabit bir potansiyelde elektrodepozisyon ile sentezlenebileceği gösterildi.Sentezlenen ince filmlerin morfolojik incelemeleri için STM (Taramalı TünellemeMikroskobu), AFM (Atomik Kuvvet Mikroskobu) teknikleri, filmlerin kristalyapılarının belirlenmesinde XRD (X-Işınları kırınımı) tekniği ve kuantum sınırlandırmaetkilerinin incelenmesinde UV-Vis-NIR ve FT-IR spektroskopi tekniklerindenfaydalanıldı.2006, 159 sayfaAnahtar kelimeler: potansiyel altı depozisyon, elektrodepozisyon, sülfür, selenyum,tellür, PbS, PbTe, PbSe, AFM, STM, XRD, kuantum sınırlandırma etkisi.i

The kinetics of the electrochemical adsorption and desorption of S, Se, and Te atomiclayers on Au electrodes in aqueous solutions were studied by cyclic voltammetry,chronocoulometry, and chronoamperometry. Underpotential deposition and stripping ofsulfur takes place at two different potentials at polycrystalline Au substrates leading totwo oxidative and two reductive peaks. However, sulfur upd consists of only oneoxidative and reductive peak at a single crystalline Au(111) substrates. Electrosorptionvalancy measurements and pH dependency showed that the upd of sulfur involved two-electron and one-step mechanism. Selenium system is characterized by three surface-limited reduction waves in the potential window positive of the onset of Se bulkdeposition. These three waves occur at potentials negative of the known Eo for theSe+4/Se0 couple due to the large overpotential for Se deposition on Au surfaces, andtherefore cannot be considered true upd. The first and second surface waves areassigned as arising from the two-electron reduction of an adsorbed selenate species toadsorbed selenite. The third surface-limited wave corresponds to the four-electronreduction of adsorbed selenite to elemental selenium. Two distinct reductive updfeatures for tellerium were observed by cyclic voltammetry. First upd wave is consistentwith the four-electron reduction of adsorbed HTeO2+ to Te. Second upd peak results inthe formation of a dense monolayer by reduction of HTeO2+ from solution. We havealso shown that it is possible to synthesize nanocrystalline deposits of compoundsemiconductor PbX (X=S, Se, Te) based on upd or surface-limited reaction of Pb and Xfrom the same solution containing dissolved PbX. STM (Scanning TunnelingMicroscopy), AFM (Atomic force microscopy), XRD (X-Ray Diffraction), UV-Vis-NIR and FTIR spectroscopy techniques were used for the characterization of PbX thinfilms.2006, 159 pagesKeywords: underpotential deposition, electrodeposition, sulfur, selenium, tellurium,PbS, PbSe, PbTe, AFM, STM, XRD, quantum confinement effect.ii