Осаждение серебра на кремний из фиксажа

[Jt1k]

Всем доброго времени суток!

Прошу вашей помощи по вопросу осаждения серебра на кремний из фиксажного раствора. Основная цель -- сделать тонкий слой серебра 10-20 А на поверхности кремния, а точнее солнечного элемента на основе кремния.Идея такая, имеется солнечный элемент, с которого предварительной обработка снят слой SiO2, далее предполагается подключить данный элемент к медному контакту и опустить в ванночку для электролитического осаждения, второй контакт-- графитовый стержень из батарейки. При этом крайне необходимо получить на поверхности кремния максимально чистое серебро, без каких-либо примесей, а также полученный слой должен быть максимально равномерным.

Соответственно вопрос: возможно кто-либо имеет опыт по созданию такого рода напылений и может подсказать литературу по данному вопросу? Также животрепещущий вопрос, что будет осаждаться на поверхности кремния и насколько чистым данное серебро является.

Пробовали провести электролиз на медном проводе, в результате действительно происходило его посеребрение, однако на поверхности также образовывался слой какого-то вещества по своему виду чем-то напоминавший грязь. также происходило потемнение самого раствора.

Всем заранее спасибо!

[amik]

Jt1k, не путаетесь ли Вы в терминологии? Напыление и электрохимическое осаждение это несколько разные процессы.
Какой состав у использованного "фиксажного раствора"? Сами готовили, по какому рецепту? Чистота осажденного серебра в первом приближении будет определяться составом электролита, который , в частности, подбирается под конкретную задачу.
На медной проволоке серебро в принципе может выделяться само по себе, без приложения внешних усилий типа подачи напряжения на электроды т.е. такой эксперимент не вполне корректен и переносить наблюдаемые эффекты на кремниевую подложку ... Могут быть просто продукты коррозии меди.
Для нанесения тонких пленок возможно будет удобнее химическое осаждение серебра, хотя толщина 10-20А это круто Почти моноатомный слой.

[Jt1k]

Спасибо за столь оперативный ответ =)
По поводу характеристик фиксажного раствора завтра постараюсь этот вопрос решить.
А не могли бы Вы привести приблизительный режим работы при электролитическом осаждении, т е напряжение и ток, для какого-либо состава фиксажа?
А также более подробно рассказать про химическое осаждение серебра?

Спасибо Вам большое))

[MONSTA]

Идея такая, имеется солнечный элемент, с которого предварительной обработка снят слой SiO2, далее предполагается подключить данный элемент к медному контакту и опустить в ванночку для электролитического осаждения, второй контакт-- графитовый стержень из батарейки. При этом крайне необходимо получить на поверхности кремния максимально чистое серебро, без каких-либо примесей, а также полученный слой должен быть максимально равномерным.

Кремний таки окисляется воздухом очень охотно. Вы уверены, что некогда сняв слой оксида с кремния, не получите его через 5-10 минут при простом контакте с воздухом?

Получение равномерного электролитического осадка серебра - это само по себе проблема. Суть в том, что серебро - сравнительно легкоплавкий металл, с не слишком высокой температурой плавления. Соответственно, при его катодном осаждении вполне реальна поверхностная диффузия атомов. В смысле, получившийся (из восстановившегося иона) атом, благодаря сравнительно слабым связям с кристаллом, начинает елозить по поверхности и выбирать, куда бы ему энергетически выгоднее пристроиться. Если связи металл-металл сильные (металл тугоплавкий, скажем, никель) при электроосаждении поверхностной диффузии нет, атомы встраиваются там где сели, осадок металла получается мелкокристаллическим. И более-менее равномерным. Если осадок крупно кристаллический, как у серебра, то это плохо. Между кристаллами большие дыры, да и толщина покрытия не равномерна: где-то (большие) кристаллы толще получились, где-то тоньше. Чтобы тут все было путем, применяют комплексные электролиты: чем прочнее комплекс, тем меньше размеры кристалла и равномернее осадок. Для серебра эталоном является цианистый электролит, к сожалению. Правда, есть варианты с отсутствием свободного цианида, без труда в сети найдете.

[amik]

Jt1k, сбросил для Вас подборку книг по гальваническим покрытиям и приемам химическому осаждению металлов (серебра в том числе) на народ.ру
Изучайте

[hellmint]

фиксаж обычно это тиосульфат аммония, сдаётся мне. так при осаждении вряд ли чистое серебро получится. будет куча сульфида и разного другого...
кстати, есть смежный вопрос. при помещении пластинки из латуни(марка неизвестна) в отработанный фиксаж, т.е. содержащий комплексы серебра с тиосульфатом, осаждается плёнка слегка желтоватого или коричневатого оттенка. при осторожной полировке она снимается и обнажается серебряный слой. что это может быть за плёнка? сульфид цинка?

[SkydiVAR]

что это может быть за плёнка? сульфид цинка?

Или серебра.

По поводу характеристик фиксажного раствора завтра постараюсь этот вопрос решить.

На мой взгляд, правильнее было бы посадить всё серебро на цинк, например (классика: набросать в отработанный фиксаж вымытых цинковых стаканчиков от батареек), затем отмыть весь цинк разбавленной солянкой или щелочью ("Крот"), после чего растворить серебро в азотной кислоте и использовать классические, подробно описанные, электролиты. Потому, что у Вас и подложка не вполне классическая (кремний), да и электролит нетривиальный. Лучше попробовать свести задачу к уже исследованным. Типа: посадить на поверхность кремния химическим способом "серебряное зеркало", на которое уже нарастить электролизом пленку серебра необходимой толщины.

[Лекарь МС]

Обычно был для ЧБ тиосульфат натрия. Более эффективен кислый фиксаж, поэтому его "подкисливали". В цветном процессе используется ещё и отбелка, так что в фиксаже много чего попутного. Так что садить серебро, чистить, а потом только использовать.
Хотя я обратился бы на Ваш "Интеграл" с такой просьбой. Серебро в любом случае придётся напылять в вакууме, а не садить химически или использовать электрохимию.

[Jt1k]

Всем спасибо за советы!
Послушав вас и посовещавшись, мы решили использовать в качестве электролита смесь KI и AgNO3. И вот тут у меня снова возник вопрос.
Сегодня решила попробовать сделать данный электролит, в качестве методики использовала пример, описанный в книге Серебрение,золочение,палладирование и родирование (1984) Буркат Г.К., на стр 12.
Более детально:
использовала 1.2 г AgNO3 и 14,5 г KJ на 50 мл.
Для начала разбавила KJ до 40 мл дисцилированной водой, затем при постоянном перемешивании на магнитной мешалке начала прикапывать AgNO3, разбавленный 10 мл воды. По ходу данного процесса происходило следуещее: после добавления капли AgNO3 в растворе появлялись хлопья бело-желтого цвета, которые в течение минуты также таяли и раствор снова становился прозрачным, после этого я снова докапывала AgNO3. В процессе прикапывания количество хлопьев на одну каплю увеличивалось, а время их рассасывания уменьшалось. Однако после добавления 2/3 раствора AgNO3 электролит вместо типичных хлопьев помутнел и стал не прозрачным а после отключения перемешивания выпал белый осадок а раствор остался прозрачным.
Что я делала не так? и как правильно?
И что мне делать с получившимся раствором (подойдет ли он для электролиза)?

Заранее спасибо!

[amik]

Сейчас специально повторил на указанных загрузках - все растворяется при перемешивании
Jt1k, попробуйте еще 2-3 г сухого KI добавить в свою смесь. Случайно вмеcто KI не взяли ли KBr?

[MONSTA]

Скорее всего, не хватило иодида для образования устойчивых в растворе комплексов. Как вариант: иодид наглотался воды из воздуха, а Вы это не учли, и навески рассчитывали как для безводной соли; в результате в полученном растворе иодид-ионов не хватает. Добавьте иодида в раствор "по вкусу", до растворения осадка. Стараясь не допускать большого избытка свободного иодида. Полученный при этом прозрачный раствор (если, конечн, он будет получен) вполне годится для электролиза.

[amik]

MONSTA, иодид калия и так с большим избытком
Кстати, про электролитическое осаждение. Не понятно, как будет распределяться потенциал на Si электроде с учетом весьма низкой электропроводности элементарного кремния.

[Jt1k]

Похоже вы правы в том, что иодид нахватался воды, т к выглядит он как сахар в который слегка добавили воды. Завтра попробую добавить больше иодида.

Что же касается распределения напряжения по пластине, то тут все вроде должно быть хорошо, т к мы используем солнечный элемент, в котором имеются как передний, так и задний контакты и подаем мы напряжение на весь задний контакт.

[Лекарь МС]

Прежде чем дёргаться проверили бы. Задний контакт анод или катод?.. Если анод - не пойдет электрохимическое осаждение.

[antabu]

А тонкость слоя требуется для его прозрачности?