ivdon3@bk.ru
Исследованы возможности управления морфологическими параметрами массивов наночастиц Au (формой, размером, плотностью поверхностного распределения) получаемых на поверхности тонких пленок ZnO методом импульсного лазерного напыления (ИЛН) с дальнейшим отжигом в инертной атмосфере. Экспериментально установлено, что с увеличением среднего размера наночастиц Au происходит уширение и смещение в красную область плазмонного пика. Для наночастиц диаметром 17, 25, 31, 37 и 40 нм максимум плазмонного поглощения находится на длинах волн 570, 590, 605, 610 и 620 нм, соответственно. С увеличением среднего размера наночастиц наблюдается повышение максимума в спектрах экстинкции на длинах волн 570, 590, 605 и 610 нм до определенного значения и затем происходит его спад на 620 нм. Наибольшее значение интенсивности в максимуме поглощения соответствует среднему диаметру наночастиц 37 нм. Экспериментально подобранные оптимальные условия синтеза изолированных массивов наночастиц Au на поверхности тонких пленок ZnO позволили значительно повысить максимум плазмонного поглощения, что может быть использовано для повышения чувствительности фотоприемников и солнечных элементов на основе оксида цинка или хемосенсоров на основе эффекта усиления рамановского рассеяния вблизи наночастиц золота.
Ключевые слова: наночастицы Au, массивы изолированных наночастиц, плазмонный резонанс, фотодетектор, фоточувствительность, пленки ZnO
С помощью методов импульсного лазерного напыления и карботермического синтеза была получена фоточувствительная структура на основе барьера Шоттки Au/ZnO(наностержни)/ZnO(пленка)/ZnO(наностержни)/Au. Оптимизированы параметры для карботермического метода синтеза наностержней ZnO. При прямом приложенном напряжении смещения 7В токовая чувствительность по световому потоку для данного фотодетектора наблюдается в УФ и видимой областях спектра, и составляет 0,14 А/Вт – для 325 нм, и 0,18 А/Вт – для 405 нм, что означает, что данная структура имеет возможность потенциального применения в различных областях для контроля УФ излучения (например, для мониторинга УФ солнечной радиации, контроля УФ излучения в воздухо- и водообеззараживающих установках).
Ключевые слова: ZnO наностержни, барьер Шоттки, фотодетектор, фоточувствительность
В данной работе продемонстрирован термический метод синтеза полупроводниковых одномерных наноструктур ZnO без использования катализатора. Показана возможность использования низких температур синтеза при реализации такого метода. Конфигурация, используемая в настоящей работе, позволяет локализовать подложку в областях, с различными соотношениями паровой фазы цинка и кислорода. Проведённые исследования сканирующей электронной микроскопией и фотолюминесцентной спектроскопией показали, что от таких соотношений в паровой фазе будет зависеть как форма синтезируемых материалов, так и дефектность выращиваемых структур связанная с дефицитом по кислороду.
Ключевые слова: ZnO наностержни, термическое напыление, фотолюминесценция
Методом импульсного лазерного напыления при высоком давлении аргона были получены массивы наностержней ZnO на сапфировых подложках. Оптимизированы условия синтеза, выявлено их влияние на морфологию структур. Показано, что регулированием температуры синтеза при высоком давлении аргона от 850 до 915 °C можно изменять концентрацию кислородных вакансий в наностержнях оксида цинка, контролируя ее по соотношению интенсивностей излучения в видимой и ультрафиолетовой областях спектра фотолюминесценции, что позволяет создавать наноструктуры для УФ фотоприемников или хемосенсоров при соответствующем выборе температуры.
Ключевые слова: ZnO наностержни, лазерное напыление, фотолюминесценция
Сведения об авторах выпуска №4 (2013)
Ключевые слова: авторы
Методом импульсного лазерного напыления изготовлен чувствительный элемент сенсора CO, встроенного в устройство на поверхностных акустических волнах. Для контроля дефектности по кислороду связанных решеток наностержней оксида цинка используется метод фотолюминесценции. Показано, что изменением температуры синтеза наностержней при высоком давлении аргона от 850 до 915 °C можно повышать дефектность наностержней оксида цинка по кислороду, контролируя ее по увеличению отношения интенсивности излучения в видимой области к интенсивности свечения в ультрафиолетовой области спектра, и тем самым повышать чувствительность к CO.
Ключевые слова: ZnO наностержни, фотолюминесценция, сенсор CO
Разработана конструкция ПАВ сенсора CO. Датчик на ПАВ содержит приемопередающий ВШП и отражательный ВШП, который нагружен на импеданс наностержней оксида цинка. В результате Фурье преобразования временной зависимости импульсного отклика отчетливо виден пик отражения ПАВ от ВШП, нагруженного на сопротивление параллельно соединенных ZnO наностержней, величина которого зависит от концентрации CO.
Ключевые слова: ZnO наностержни, устройство на поверхностных акустических волнах, сенсор CO
Рассмотрена конструкция датчика на поверхностных акустических волнах (ПАВ) для измерения параметров газовых и жидких сред, представляющего линию задержки с однонаправленными встречно-штыревыми преобразователями (ВШП). Исследован коэффициент отражения ПАВ от однонаправленного ВШП, нагруженного на изменяющийся импеданс. На зависимости коэффициента отражения от величины сопротивления имеется почти линейный участок при значениях сопротивления более 50 Ом. Разработана новая конструкция и методика получения связанных решеток наностержней оксида цинка, имеющих общее сопротивление в диапазоне 50-250 Ом, которая подключается к отражательному ВШП в качестве нагрузки.
Ключевые слова: пассивные датчики, ZnO нанопровода,поверхностные акустические волны, встречно-штыревой преобразователь.
Ключевые слова:
01.04.07 - Физика конденсированного состояния , 05.27.01 - Твердотельная электроника, радиоэлектронные компоненты, микро- и наноэлектроника на квантовых эффектах
Методом карботермического синтеза на подложках a-Al2O3 с тонкопленочными подслоями ZnO:Ga, с использованием меди в качестве катализатора роста получены массивы стержней оксида цинка различной морфологии. Установлено, что рост стержней происходит в перпендикулярном к подложке направлении при использовании более тонких (~ 1 нм) слоев катализатора. При увеличении толщины слоя катализатора до 3 нм рост стержней происходит под углом к поверхности со взаимной ориентацией стержней в плоскости поверхности подложки под углами, кратными 60о. Также, продемонстрирована селективность роста массивов стержней ZnO на участках подложки покрытых катализатором.
Ключевые слова: оксид цинка, микро - и наностержни, карботермический метод синтеза, пленочный подслой, катализатор роста.
Ключевые слова:
В настоящей работе нами проведены исследования особенностей процессов роста наностержней оксида цинка гидротермальным методом на подложках кремния. В качестве подслоя-катализатора роста использовался нанесенный методом лазерного напыления оксид цинка, различной толщины. Изучен селективный рост наностержней на микроструктурированных тонкопленочных подслоях оксида цинка, полученых лазерным напылением. Определены оптимальные условия синтеза: концентрация Zn(NO3)2 - 0.4 моль/л, гексаметилентетрамина - 0.4 моль/л , концентрация NH3·H2O – 0,01 моль/л -0.01, время процесса 4 часа, температура процесса 80 °C. Толщина подслоя оксида цинка, как показал эксперимент, на рост стержней заметного влияния не оказывает. Получены ориентированные массивы наностержней длиной до 500 нм и диаметром 60-150 нм.
Ключевые слова: оксид цинка, микро- и наностержни, ориентированные массивы наностержней, гидротермальный метод синтеза, селективный рост, тонкопленочный подслой.
Ключевые слова:
Сведения об авторах выпуска №2 за 2012 год
Ключевые слова: авторы
Методом карботермического синтеза на подложках кремния с тонкими пленочными подслоями оксида цинка, с использованием меди в качестве катализатора роста получены массивы вертикально ориентированных стержней оксида цинка. Определена оптимальная температура роста этих структур – 770 оС. Установлено, что при температурах на 50 оС выше и ниже данной (820 оС и 720 оС, соответственно) рост стержней подавляется. Показана возможность варьирования средней длины и диаметра стержней путем изменения толщины пленочного подслоя в диапазоне 50 – 100 нм. При толщинах подслоев вне указанного диапазона рост массивов вертикально ориентированных стержней оксида цинка также подавляется.
Ключевые слова: оксид цинка, микро- и наностержни, карботермический метод синтеза, пленочный подслой, катализатор роста.