Анотація до роботи:

Гнатів І.І. “Взаємодія монокристалів твердих розчинів Zn_xCd_1-xTe і Cd_xHg_1-xTe з травильними композиціями H₂O₂–HBr–розчинник”. – Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата хімічних наук за спеціальністю 02.00.21 – хімія твердого тіла. – Інститут проблем матеріалознавства ім. І.М. Францевича НАН України. Київ, 2007.

Дисертація присвячена дослідженню фізико-хімічної взаємодії монокристалів CdTe і твердих розчинів Zn_0,04Cd_0,96Te, Zn_0,2Cd_0,8Te, Cd_0,21Hg_0,79Te з бромвиділяючими сумішами H₂O₂–HBr–розчинник і розробці на основі отриманих експериментальних результатів травильних композицій та режимів обробки поверхні вказаних напівпровідникових матеріалів. З використанням математичного планування експерименту побудовано 20 поверхонь однакових швидкостей травлення (діаграми Гіббса) CdTe і твердих розчинів Zn_0,04Cd_0,96Te, Zn_0,2Cd_0,8Te та Cd_0,21Hg_0,79Te в розчинах п’яти систем: H₂O₂–HBr–H₂O, H₂O₂–HBr–етиленгліколь, H₂O₂–HBr–тартратна, H₂O₂–HBr–цитратна та H₂O₂–HBr–лактатна кислоти. В кожній з досліджуваних систем визначено кінетичні закономірності процесу розчинення вказаних напівпровідників та встановлено межі існування областей поліруючих, неполіруючих і селективних розчинів.

Виявлено вплив природи окисника і розчинника на швидкість хімічного розчинення, поліруючі властивості розчинів та якість полірованої поверхні CdTe і твердих розчинів Zn_0,04Cd_0,96Te, Zn_0,2Cd_0,8Te та Cd_0,21Hg_0,79Te. Показано, що травлення поверхні твердих розчинів Zn_xCd_1-xTe і Cd_xHg_1-xTe відбувається дещо швидше, ніж номінально нелегованого CdTe (110).

У досліджених системах оптимізовано склади поліруючих травильних композицій і розроблено режими ХМП і ХДП та методи підготовки полірованих поверхонь монокристалів CdTe і твердих розчинів Zn_0,04Cd_0,96Te, Zn_0,2Cd_0,8Te, Cd_0,21Hg_0,79Te. На основі аналізу температурних залежностей швидкості взаємодії цих напівпровідникових матеріалів з травильними сумішами H₂O₂–HBr–розчинник виявлено існування компенсаційної залежності в кінетиці хімічного травлення.

Показано, що застосування оптимізованих травильних композицій на базі
H₂O₂–HBr–ЕГ для виготовлення діоду на основі структури Au - p-CdTe призводить до формування омічних контактів.

1. Досліджено характер фізико-хімічної взаємодії монокристалів CdTe і твердих розчинів Zn_0,04Cd_0,96Te, Zn_0,2Cd_0,8Te та Cd_0,21Hg_0,79Te з бромвиділяючими травильними композиціями H₂O₂–HBr–розчинник (вода, етиленгліколь, тартратна, цитратна та лактатна кислоти), побудовано поверхні однакових швидкостей травлення (діаграми Гіббса) та визначено межі існування областей поліруючих, неполіруючих і селективних розчинів.

2. Для хімічної обробки поверхні твердих розчинів Zn_0,04Cd_0,96Te, Zn_0,2Cd_0,8Te та Cd_0,21Hg_0,79Te вперше запропоновано використовувати бромвиділяючі травильні суміші на основі гідроген пероксиду. Показано, що застосування H₂O₂ як окисника в складі бромвиділяючих розчинів сприяє формуванню травильних композицій з невеликими (0,5-22,5 мкм/хв) швидкостями хімічного полірування.

3. Встановлено вплив різних розчинників (етиленгліколь, вода, тартратна, цитратна та лактатна кислоти) на процес хімічного травлення монокристалів CdTe і твердих розчинів Zn_0,04Cd_0,96Te, Zn_0,2Cd_0,8Te, Cd_0,21Hg_0,79Te та на поліруючі властивості розчинів. Визначено, що при поступовій заміні розчинника в травильній суміші H₂O₂–HBr–розчинник розмір поліруючих областей збільшується в ряду “етиленгліколь вода, тартратна кислота цитратна кислота лактатна кислота”.

4. Встановлено, що із збільшенням вмісту цинку в складі твердих розчинів Zn_xCd_1-xTe при травленні в досліджених травильних сумішах H₂O₂–HBr–розчинник відбувається незначне зростання швидкості травлення, а концентраційні межі поліруючих розчинів при цьому практично не змінюються.

5. Встановлено вплив швидкості обертання диску на величину уявної енергії активації процесу хімічного розчинення поверхні напівпровідникових пластин CdTe і твердих розчинів Zn_0,04Cd_0,96Te, Zn_0,2Cd_0,8Te, Cd_0,21Hg_0,79Te. Показано, що у бромвиділяючих розчинах (H₂O₂–HBr–розчинник) збільшення швидкості обертання диску веде до зменшення уявної енергії активації.

6. Підтверджено існування компенсаційної залежності в кінетиці хімічного травлення монокристалів CdTe і твердих розчинів Zn_0,04Cd_0,96Te, Zn_0,2Cd_0,8Te, Cd_0,21Hg_0,79Te в розчинах систем H₂O₂–HBr–розчинник і встановлено, що на компенсаційну залежність впливає характер розчинів, а не природа напівпровідникового матеріалу.

7. Розроблено травильні композиції H₂O₂–HBr–розчинник та режими хімічної обробки поверхні монокристалічного CdTe (110) методами хіміко-механічного і хіміко-динамічного полірування для формування омічних контактів Au/p-CdTe хімічним осадженням ауруму з розчину H[AuCl₄].

8. На основі кінетичних досліджень, результатів мікроструктури і шорсткості поверхні розроблено серію бромвиділяючих травильних композицій для різних технологічних обробок CdTe і твердих розчинів Zn_xCd_1-xTe, Cd_xHg_1-xTe (полірування, селективне травлення) та оптимізовано склади травників і технологічні режими проведення операцій хімічної обробки вказаних матеріалів, які успішно використовуються в науково-дослідницькій практиці ІФН
ім. В.Є. Лашкарьова НАН України.

Публікації автора:

1. Гнатів І.І., Томашик З.Ф., Томашик В.М., Стратійчук І.Б. Хімічне травлення монокристалів CdTe та Cd_1-xZn_xTe травильними розчинами системи H₂O₂–HBr // Фізика і хімія твердого тіла. – 2005. – Т. 6, № 4. – С. 618-621.

Дисертантом досліджено кінетичні закономірності ХДП монокристалів CdTe та Cd_1-xZn_xTe в розчинах системи H₂O₂–HBr.

2. Гнатив И.И., Томашик З.Ф., Томашик В.Н., Стратийчук И.Б. Химическое травление монокристаллов Cd_xHg_1-xTe в бромвыделяющих водных растворах
H₂O₂–HBr–растворитель // Журн. приклад. химии. – 2006. – Т. 79, № 6. – С. 914-919.

Дисертантом вивчено концентраційні залежності швидкостей травлення монокристалів Cd_xHg_1-xTe в травильних композиціях системи H₂O₂–HBr–розчинник.

3. Томашик З.Ф., Гнатив И.И., Томашик В.Н., Стратийчук И.Б. Химическое растворение монокристаллов CdTe и твердых растворов Cd_1-xZn_xTe в бромвыделяючих травильных композициях системы H₂O₂–HBr–этиленгликоль // Журн. неорган. химии. – 2006. – Т. 51, № 8. – С. 1406-1409.

Дисертантом визначено розмір областей поліруючих розчинів для травлення монокристалів CdTe та Cd_1-xZn_xTe в розчинах H₂O₂–НBr-етиленгліколь.

4. Томашик З.Ф., Томашик В.Н., Гнатив И.И., Стратийчук И.Б. Химическое взаимодействие монокристаллов CdTe и твердых растворов Cd_1-xZn_xTe с травильными композициями системы H₂O₂–HBr–молочная кислота // Неорган. материалы. – 2006. – Т. 42, № 8. – С. 949-953.

Дисертантом проведено ХДП монокристалів CdTe та Cd_1-xZn_xTe в розчинах H₂O₂–НBr-лактатна кислота.

5. Томашик В.Н., Гнатив И.И., Томашик З.Ф., Стратийчук И.Б. Химко-динамическое полирование монокристаллов твердых растворов Cd_1-xZn_xTe травителями H₂O₂–HBr–винная кислота // Вопр. химии и хим. технологи. – 2006. – № 5. – С. 47-51.

Дисертантом досліджено та запропоновано травильні композиції для Cd_1-xZn_xTe.

6. Гнатів І.І., Томашик В.М., Томашик З.Ф., Стратійчук І.Б. Видалення тонких шарів з поверхні твердих розчинів Cd_1-xZn_xTe методом ХДП в бромвиділяючих травниках. // Фізика і технологія тонких плівок Матеріали Х Міжн. конф. –
Ів.-Франківськ (Україна) – 2005. – Том. 1. – С. 179.

Дисертантом досліджено бромвиділяючі травники з малими швидкостями травлення.

7. Гнатів І.І., Стратійчук І.Б. Закономірності хіміко-динамічного полірування CdTe і твердих розчинів Cd_1-xZn_xTe в бромвиділяючих травниках системи H₂O₂–HBr // Конф. молодих учених і аспірантів „ІЕФ-2005”. – Ужгород (Україна). – 2005. – С.102.

Дисертант визначив концентраційні межі поліруючих розчинів для ХДП CdTe і Cd_1-xZn_xTe.

8. Гнатів І.І., Томашик З.Ф., Томашик, В.М., Стратійчук І.Б. Хімічна взаємодія CdTe і твердих розчинів Cd_1-хZn_хTe з сумішами системи H₂O₂–HBr–H₂O // Десята наук. конф. “Львівські хімічні читання – 2005”. – Львів (Україна) – 2005. – С. Н47.

Дисертантом вивчено вплив розведення водою травників на їх поліруючу здатність.

9. Гнатів І.І., Стратійчук І.Б. Формування полірованої поверхні монокристалів CdTe і твердих розчинів Cd_1-xZn_xTe травниками H₂O₂–HBr– тартратна кислота // Міжн. конф. студентів і молодих науковців з теорет. та експер. фізики „ЕВРИКА-2006”. – Львів (Україна) – 2006. – С. А68.

Дисертантом досліджено вплив тартратної кислоти на формування полірованих поверхонь.

10. Томашик З.Ф., Томашик В.М., Стратійчук І.Б., Гнатів І.І., Тріщук Л.І. Вплив хімічної обробки поверхні CdTe бромвиділяючими травниками на електричні властивості контактів Au/CdTe // ІІ наук.-техн. конф. з міжн. участю „Матеріали електронної техніки та сучасні інформаційні технології” – Кременчук (Україна) – 2006. – С. 12.

Дисертант провів хімічну обробку поверхні CdTe оптимізованими травниками.

11. Томашик В.Н., Гнатив И.И., Томашик З.Ф., Стратийчук И.Б. Химическое травление CdTe и твердых растворов Zn_xCd_1-xTe и Cd_xHg_1-xTe бромвыделяющими растворами на основе H₂O₂–HBr // 7-я науч.-практич. конф. „Современные информационные и электронные технологии” – Одесса (Украина) – 2006. – С. 117.

Дисертантом вивчено температурну залежність швидкості травлення та стан поверхні.

12. Гнатив И.И., Томашик З.Ф., Томашик В.Н., Стратийчук И.Б. Формирование полированных поверхностей монокристаллов Cd_xHg_1-xTe травителями систем
H₂O₂–HBr– растворитель // ХІХ Межд. науч.-технич. конф. по фотоэлектронике и приборам ночного видения – Москва (Россия) – 2006. – С. 148-149.

Дисертантом досліджено поліруючі властивості травників для ХМП Cd_xHg_1-xTe.

13. Томашик В.Н., Гнатив И.И., Томашик З.Ф., Стратийчук И.Б. Химическое полирование поверхности CdTe и твердых растворов Zn_xCd_1-xTe травителями системы H₂O₂–HBr– молочная кислота // Міжн. наук.-техн. конф. “Сенсорна електроніка та мікросистемні технології” – Одеса (Україна) – 2006. – С. 238.

Дисертантом розроблено методику зняття тонких шарів з поверхні Zn_xCd_1-xTe.

14. Томашик В.М., Гнатів І.І., Томашик З.Ф., Стратійчук І.Б. Хімічна обробка поверхні CdTe і твердих розчинів Cd_1-xZn_xTe бромвиділяючими водними розчинами H₂O₂–HBr– цитратна кислота // XII Міжн. семінар з фізики та хімії твердого тіла – Львів (Україна) – 2006. – С. 36.

Дисертантом досліджено кінетичні закономірності розчинення напівпровідників.

15. Томашик З.Ф., Гнатив И.И., Томашик В.Н., Стратийчук И.Б. Подбор и оптимизация состава травителей на основе H₂O₂–HBr–растворитель для химико-динамического полирования поверхности CdTe и твердых растворов Zn_xCd_1-xTe // ІІІ Всерос. конф. «Физ.-хим. процессы в конденсир. состоянии и на межфазных границах (ФАГРАН-2006)» – Воронеж (Россия) – 2006. – С. 629-633.

Дисертант оптимізував склади травників і режими ХДП для Zn_xCd_1-xTe.