Bileşik yarıiletken HgS`ün ECALE yöntemiyle Au(111) elektrot üzerinde sentezi ve adsorbsiyon-desorbsiyon kinetiğinin incelenmesi

Abstract

ÖZET HgS tek tabakasının tek kristal formlu Au(lll) substrat üzerinde elektrodepozisyonu ECALE yöntemiyle çalışıldı. S ve Hg atomik tabakaları, ardışık olarak potansiyel altı depozisyonu (UPD) ile depozit edildi. Adsorbsiyon ve desorbsiyon proseslerinin kinetiği, dönüşümlü voltametri, kronoamperometri ve kronokulometri teknikleri kullanılarak incelendi. Dönüşümlü voltametri deneyleri; S-Au(lll) substrat üzerindeki Hg depozisyonunun çıplak Au(lll) substratma göre daha pozitif potansiyellerde gerçekleştiğini göstermektedir. Bu durum, Hg-Au ve Hg-S atomları arasındaki çekim kuvvetlerinin farklılığından kaynaklanmaktadır. Kronoamperometri çalışmalarına göre; Au(lll) substrat üzerinde S depozisyonu Langmuir tip mekanizmayla ilerlerken, sıyrılması 2- boyutlu ani çekirdek oluşumu ve büyümesine dayalı instantaneous tip mekanizmaya uygunluk göstermektedir. Tek tabaka S depozit edilmiş Au(lll) substrat üzerinde Hg depozisyonu, yine Langmuir tip mekanizmayı izlerken, sıyrılması Langmuir tip mekanizmayı da içeren 2-boyutlu progressive mekanizmaya uygunluk göstermektedir. Bu sonuçlar, S-Au(lll) yüzeyinde Hg'nm önce rasgele olarak adsorblandığım, daha sonra yeniden düzenlenerek tek tabaka ve tek kristal formda film oluşturduğunu göstermektedir.

SUMMARY The electrodeposition of HgS monolayers onto single crystal Au(lll) substrate was studied by ECALE. The films were deposited by sequential underpotential deposition (UPD) of partial monolayers of S and Hg atoms onto Au(lll). The kinetics of deposition and desorption processes was investigated by using cyclic voltammetry, chronocoulometry, and chronoamperometry techniques. The potential of Hg deposition on S-Au(lll) has shifted to more positive potentials than on bare Au(lll). This situation results from difference of Hg-Au and Hg-S interatomic attractive forces. The chronoamperometric results at single crystal Au(l 11) electrode indicate that S deposition takes place in a Langmuir-type mechanism while the stripping of sulfide follows two-dimensional instantaneous nucleation and growth mechanism. Hg deposition at S-Au(lll) electrode also takes place in a Langmuir-type mechanism while the stripping of mercury follows two-dimensional progressive nucleation and growth mechanism which is accompanied by a Langmuir-type desorption. Our results suggest that mercury is adsorbed on to S-Au(lll) surface randomly first then it reorganizes itself to form well-ordered structure. Finally, it strips off in a two-dimensional nucleation and growth fashion.