等合金以及三元混合半导体材料。
5.1 镓
镓可以从基于AlCl3 的离子液体中电沉积得到[31]。镓的电沉积只能在酸性条件下进行,在电沉积过程中Ga3+首先还原为Ga+,然后再还原为单质态Ga。在玻碳电极上,电沉积过程包含瞬间的三元成核和扩散控制的成核生长。此外,在氯化1-乙基-3-甲基咪唑和GaCl3 的混合液体中还得到了超细的GaAs。
5.2 镓的砷化物
Wicelinski 等[32]在35~40℃下基于AlCl3 的酸性离子液体中电沉积得到了GaAs。Carpenter等[33]在加入AsCl3 的GaCl3 离子液体中也得到了GaAs,但质量并不很好,不过可以通过热退火工艺改善合金的质量。
5.3 铟和锑
Liu 等[34]研究了在基于AlCl3 的碱性离子液体中电镀铟的过程。过电位电沉积时,在玻碳、钨和镍的电极上都观察到了连续三元成核现象。Habboush 等[35]报道了在AlCl3-[BP]Cl(氯化正丁基吡啶)的液体中锑在玻碳、铂和钨电极上的电沉积。锑只能在酸性条
离子液体在金属电解中的应用
件下得到,并且电沉积过程不可逆。电沉积InSb 的工艺和电沉积GaAs 相似。若向InCl3 离子液体中加入SbCl3,则在45℃左右可直接电沉积得到InSb[36,37]。在超真空条件下得到的InSb 量子点可用于研究激光的应用。
5.4 碲
碲在碱性AlCl3 溶液中的电沉积早有报道[38],在玻碳电极上有三元成核现象。电沉积CdTe和InSb 的工艺相似。最近Lin 等[39]报道了ZnTe 的电沉积工艺:在ZnCl2 和[EMIm]Cl 摩尔比为40/60 的离子液体中,用丙烯碳酸酯作助溶剂,并加入8-羟基喹啉使Te 的还原电势向负方向转移,然后在恒电势下电沉积得到定比组成的ZnTe。
5.5 锗
Endres[40]在[BMIm]Cl 离子液体中电沉积得到了Ge。向离子液体中加入一定量的、浓度约为0.1~1mmol/L 的GeI4,电化学窗口在4V 左右,电极使用退过火的Au(111)。此外,他还利用原位STM 方法得到了大量沉积物生长过程和结构组成方面的信息,对于纳米技术的研究十分有益。
6 结语
本文介绍了在离子液体中电沉积部分金属、合金和半导体材料的研究现状。显然,大多数研究是在基于AlCl3 的液体中进行的。目前的研究焦点是使基于离子液体的有关工艺更加经济、更易操作。可以预料,很快将出现疏水的、电化学窗口更宽的新型离子液体。总之,离子液体为电沉积工业、纳米工业和电化学工业的发展提供了新突破点。
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