Структурные характеристики и фотоэлектрические свойства химически осажденных пленок PbS, легированных йодом

Установлено ингибирующее действие йодида аммония NH₄I на кинетику роста пленки сульфида свинца при варьировании его исходной концентрации в растворе в пределах 0.05–0.40 М. Введение ингибитора способствует уменьшению размеров зерен, увеличению до ~13% частиц нанодиапазона и до 3.7 ат. % йода в составе пленок PbS в зависимости от условий синтеза. По результатам рентгеновских исследований установлено, что синтезированные слои сохраняют кубическую структуру B1 (пр. гр. \(Fm\bar {3}m\)). При повышении концентрации ингибирующей добавки в растворе наблюдается увеличение параметра кристаллической решетки сульфида свинца от 0.59315(1) до 0.59442(3), что связано с замещением серы йодом в кристаллической решетке PbS. Максимум спектральной чувствительности и “правая” граница фотоответа пленок PbS сдвигаются в коротковолновую область – с 2.5 до 2.2 мкм и с 3.0 до 2.8 мкм соответственно, что может быть следствием образования широкозонной фазы PbI₂. Низкотемпературными исследованиями пленок, осажденных в присутствии 0.15 и 0.25 моль/л NH₄I, определены значения термической ширины запрещенной зоны, составившие 0.46 и 0.51 эВ при энергии активации примесных акцепторных уровней соответственно 0.135 эВ и 0.153 эВ. Легированные йодом пленки PbS имеют относительно высокую вольт-ваттную чувствительность к ИК-излучению за счет инверсии зон проводимости (n → p) при аномально малых значениях постоянной времени.