155957. lajstromszámú szabadalom • Eljárás cink és kadmiumkalkogenid kristályok előállítására

MAGYAR NÉPKÖZTÁRSASÁG ORSZÁGOS TALÁLMÁNYI HIVATAL SZABADALMI LEÍRÁS SZOLGÁLATI TALÁLMÁNY Bejelentés napja: 1967. V. 09. (MA—1710) Közzététel napja: 1968. XI. 22. Megjelent: 1969. X. 30. 155957 -< r /. • .T-i \ Szabadalmi osztály: 40 d 3/00; 22 f; Nemzetközi osztály: C 22 f 3/00 C 09 c Decimái osztályozás: 669.27.8—172 Feltaláló: Hársy Miklós vegyész, Budapest Tulajdonos: MTA Műszaki Fizikai Kutató Intézete, Budapest Eljárás cink- és kadmiumkalkogenid kristályok előállítására 1 A találmány tárgya eljárás cink- és kadmiumszulfid, -szelenid és -tellurid kristályok előállítására elemeikből a keletkező vegyületeket oldó fémek jelenlétében. A cink- és kadmiumszulfidnak, -szelenidnek 5 és -telluridnak — lumineszkáló anyagként való hagyományos alkalmazásukon kívül — egyre nő az egykristályos alakban való felhasználása félvezető, fotovezető eszközökben, laserekben stb. Ezekre a célokra azonban jól definiált 10 összetételű, nagy tisztaságú, homogénen aktivált kristályokra van szükség. A cink- és kadmiumkalkogenid egykristályokat eddig vagy a vízben oldott megfelelő fémsóklból kalfoogenidionokkal való lecsapás és a 15 kapott mikrokristályos kalkogenidnak transzportreakcióval végzett növesztése útján állították elő (főképp a szulfidokat), vagy az elemi összetevők keverékéből készültek hevítéssel inert atmoszférában (elsősorban a szelenidek 20 és a telluridok). Utóbb a kapott nem-sztöchiometrikus összetételű terméket átkristályosítással tisztították. Az egykristályok készítésére használt kiinduló anyagoknak számos hátrányos tulajdon- 25 sága van. Összetételük eltér a képletüknek megfelelő sztöchiometrikus összetételtől, amellett ingadozó, azonkívül vizet, oxigént, illetve oxidokat, idegen anionokat tartalmaznak. Ezek a kristálynövesztést zavarják, és károsan hat- 30 nak az egykristályok félvezető, lumineszcens és egyéb, felhasználásuk szempontjából lényeges tulajdonságaira. Az egykristályok növesztésére általában alkalmazott transzportreakciós eljárások során a transzportáló anyag és annak. szennyezései beépülnek a kristályokba, úgyhogy egyazon kristálynövesztésen belül is különböző minőségű termékek keletkeznek. E hátrányok kiküszöbölésére javasolták a cink- és kadmiumkalkogenid egykristályoknak az alapanyagot tartalmazó fémolvadékból való kikristályosítását. Wagner és Lorenz [Phys. Chem. Solids 27, 1749 (1966)] gallium-, illetve indiumolvadékban oldott mikrokristályos alap' anyagból kristályosítottak ki hűtéssel cinkszelenidet és -telluridot. Hársy [Kristall u. Technik 2, 477 (1967)] cinkszulfidot és 'kadmáumszulfidot kristályosított ki hasonló módon gallium-, indium-, tallium- és ónolvadékból. A fémolvadékból való kristályosítás előnye a végtermék homogén volta és az a lehetőség, hogy az egykristályok az olvadékba bevitt aktivátorral aktiválhatok. A fémolvadékból való kristályosítás eddig leírt módja szerint azonban, főképp az alapanyagok többé-kevésbé definiálatlan összetétele és szennyezései miatt, mégsem sikerül a fokozott tisztasági követelményeket minden esetben kielégítő egykristályokat előállítani. . 155957