Электрохимическое осаждение слоѐв CdS, ZnO, некоторые оптические и люминесцентные свойства
Закрыть
Articolul precedent
Articolul urmator
569 5
Ultima descărcare din IBN:
2024-01-10 14:31
SM ISO690:2012
ГАШИН, Петру, ГОГЛИДЗЕ, Татьяна, ДЕМЕНТЬЕВ, Игорь, ИНКУЛЕЦ, Ион , КОВАЛЬ, Андрей. Электрохимическое осаждение слоѐв CdS, ZnO, некоторые оптические и люминесцентные свойства. In: Integrare prin cercetare şi inovare.: Ştiinţe ale naturii. Ştiinţe exacte , 10-11 noiembrie 2014, Chișinău. Chisinau, Republica Moldova: Universitatea de Stat din Moldova, 2014, R, SNE, pp. 124-127.
EXPORT metadate:
Google Scholar
Crossref
CERIF

DataCite
Dublin Core
Integrare prin cercetare şi inovare.
R, SNE, 2014
Conferința "Integrare prin cercetare şi inovare"
Chișinău, Moldova, 10-11 noiembrie 2014

Электрохимическое осаждение слоѐв CdS, ZnO, некоторые оптические и люминесцентные свойства


Pag. 124-127

Гашин Петру, Гоглидзе Татьяна, Дементьев Игорь, Инкулец Ион , Коваль Андрей
 
Молдавский Государственный Университет
 
Disponibil în IBN: 7 aprilie 2020


Rezumat

Электрохимическое осаждение полупроводниковых пленок нашло в настоящее время широкое применение при изготовлении тонкоплѐночных устройств. Электрохимический метод отличается простотой нанесения пленок, возможностью изготавливать слои необходимой толщины, состава и свойств. В литературе [1] отмечается, что электрохимическое осаждение пленок CdS является перспективным методом приготовления слоѐв этого соединения для фотоэлектрических преобразователей, в частности – солнечных элементов (СЭ). В проведенных нами экспериментах электроосаждение пленок сульфида кадмия проводилось методом  элекролиза  на стеклянные подложки с проводящим слоем SnO2. Сравнение полученных результатов с литературными данными позволило выбрать следующий состав электролита и режим нанесения: 0,2М CdCl2, 0,02М Na2S3O3, pH=2, температура осаждения 75-80°С при токе 100 mA и напряжении 5В. Анодом служила металлическая пластинка кадмия, катодом – стеклянная пластинка со слоем SnO2. Равномерные слои площадью 20х20 мм2 и  толщиной 0,3 мк осаждались в течение 5÷6 минут. Увеличение толщины слоѐв достигалось повторным  осаждением. Поверхность слоѐв характеризуется плотной упаковкой частиц с высокой адгезией к подложке. Исследование  спектров пропускания в диапазоне 300-1000 nm показывает наличие коротковолнового спада при 420 nm, что соответствует  Е=2,95эВ. Если принять это значение за величину оптической ширины запрещенной зоны сульфида кадмия, то оно превышает аналогичный параметр для монокристаллического материала, составляющий Е=2,4эВ. Предполагая наличие нанокристаллической структуры в полученных слоях, можно по наблюдаемому «голубому сдвигу» оценить величину нанокристаллов  [2]. Согласно расчетам, сделанным по методу, представленному в [2], R=7 nm. Удельное сопротивление слоев составляло порядка 103 Ω·см Фоточувствительность была незначительной и возрастала после отжига на воздухе при Т=450°С в течение 3 часов (Кратность фотоответа К=10, освещенность 1000 лк). Проведенные эксперименты показали, что электрохимическим способом можно синтезировать слои  сульфида кадмия с ультрадисперсными частицами на проводящих подложках, получая структуры SnO2-CdS, для создания  на их основе СЭ. Оксид цинка ZnO является важным функциональным материалом, применяемым во многих областях техники. Это прямозонный полупроводник с большой шириной запрещенной зоны, равной 3,3-3,4 эВ при комнатной температуре. Используется для создания высокоэффективных светоизлучающих приборов, работающих в голубой и ультрафиолетовой областях спектра электромагнитного излучения, солнечных элементов, проводящих прозрачных электродов, тонкопленочных транзисторов, сенсорных устройств, УФ-фильтров и т.д.  Пленки оксида цинка получают различными методами, но наиболее привлекательным и экономически выгодным является метод электрофоретического осаждения (ЭФО) слоѐв на поверхность анода или катода [3]. В данном сообщении представлены результаты исследования люминесцентных характеристик тонких плѐнок ZnО, полученных методом ЭФО на кремниевые подложки ρ-типа с удельным сопротивлением 103 Ом.см при напряженностях электрического поля 50-200 В/см. Для получения суспензии использовался порошок ZnО и изопропиловый спирт (о с ч). Компоненты были взяты в соотношении 0,2 г ZnO на 50мл изопропилового спирта.ЭФО осуществляли в кварцевой ячейке с электродами, подключѐнными к источнику постоянного напряжения Б5-50.  Как показали эксперименты, слой оксида цинка оседает на катоде, что совпадает с описанными в литературе примерами ЭФО покрытий YSZ суспензий в неводных растворителях. Это связано с тем, что в суспензии ZnO в изопропиловом спирте на поверхности частиц формируется двойной электрический слой, в котором поверхностный потенциал определяют положительно заряженные ионы. В качестве катода использовали кремниевые подложки. Анодом служил электрод из нержавеющей стали размером 20×13 мм2. Расстояние между электродами составляло 1 см. Время осаждения – от 1 до 5 мин. Осаждѐнные слои получались достаточно плотными и однородными, а толщина слоя определялась длительностью процесса. Спектры люминесценции были исследованы при комнатной температуре (Рис. 1, кр. 1) и при температуре жидкого азота (Рис. 1, кр. 2). Наблюдаемая на полученных слоях оксида цинка зелѐная люминесценция может быть интерпретирована по аналогии с результатами [4], где отмечается, что центрами зелѐной    люминесценции могут являться вакансии цинка, хемисорбированный кислород и неидентифицированные донорно-акцепторные пары. Присутствие дополнительного максимума при 442 нм на кр. 2 можно объяснить захватом дырок, предшествующим зелѐной люминесценции, на уровнях, отстоящих примерно на 0,44 эВ от потолка валентной зоны.Таким образом, экспериментальные данные позволяют сделать вывод об эффективности метода электрофоретического осаждения при получении тонких люминесцентных слоѐв оксида цинка на проводящие покрытия. Полученные структуры могут найти применение в различных устройствах оптоэлектроники.