Decomposição térmica de complexos de Zn e Cd com isomaleonitriladitiolato (imnt)

Abstract

Recebido em 13/4/04; aceito em 6/1/05; publicado na web em 13/4/05 THERMAL DECOMPOSITION OF Zn AND Cd COMPLEXES WITH ISOMALEONITRILEDITHIOLATE (imnt). Thermal decomposition of [Bu 4 N] 2 [Zn(imnt) 2 ] and [M(NH 3 ) 2 (imnt)] complexes with M = Zn and Cd, and imnt = (bis 1,1-dicyanoethylene-2,2 dithiolate) in inert atmosphere was investigated by thermogravimetric analysis (TG) and differential scanning calorimetry (DSC). Pyrolysis studies at different temperatures, 300, 400, 500, and 600 o C, in N 2 atmosphere were performed and the products were characterized by X-ray diffraction (XRD), infrared and Raman spectroscopy, and scanning electron microscopy (SEM). The products were identified as sulfide sub-micron particles, along with amorphous carbon. Particle sizes estimated by SEM were ca. 50 nm for the cationic complexes and 500 nm for the neutral complexes.Keywords: single-source precursor; thermal decomposition; II-VI semiconductor. INTRODUÇÃOSemicondutores do grupo 12-16, especialmente os sulfetos de Zn e Cd apresentam importantes propriedades elétricas e ópticas, tais como semicondutividade e fotocondutividade 1 . Nanopartículas e clusters de semicondutores mostram uma forte dependência das propriedades eletrônicas e ópticas com o tamanho das partículas [2][3][4][5] . Propriedades ópticas não lineares encontram aplicações importantes em dispositivos como chaveadores ópticos e fibras ópticas de material altamente não linear 6-9 . A obtenção de semicondutores a partir de precursores organometálicos para deposição química de vapor (OMCVD) vem sendo investigada desde o início da década de 80, tendo um grande desenvolvimento ocorrido em meados da década de 90. Podem ser citados alguns artigos de revisão, como ex. o de Alves et al.10 que trata da busca de precursores organometálicos para obtenção de filmes de semicondutores binários dos grupos III-V (GaAs), II-VI (CdS) por OMCVD. Mais recentemente, Gleizes 11 enfoca alguns precursores organometálicos que já estão sendo utilizados com sucesso na obtenção desses filmes. Complexos de metais do grupo 12-16 contendo enxofre, tais como tiolatos 12 , ditioxamida 13 , ditiocarbamatos 14 e complexos de tiouréia 15 vêm sendo utilizados com sucesso na produção dos respectivos sulfetos. Precursores tipo fonte única vêm sendo aplicados na obtenção de filmes finos de sulfetos de zinco e de cádmio 16 . Em contraste, a pirólise de complexos de ditiolatos quelatos foi pouco investigada. Esta investigação mostra-se importante, uma vez que os mecanismos de decomposição de precursores variam. Por ex., na obtenção de filmes por deposição química de vapor Parkin et al. 17 objetivando obter SnS partiram de dois precursores diferentes, sendo eles Sn(SR 4 ) (onde R = radical orgânico), um tiolato monodentado, e Sn(S-CH 2 -CH 2 -S) 2 , um ditiolato quelato. No primeiro caso houve necessidade de se efetuar a deposição na presença de um fluxo de H 2 S para garantir a formação do sulfeto e evitar que o estanho metálico, que se forma inicialmente na superfície, conduza à formação de óxido de es...