Vizes oldatból leválasztott nanokristályos félvezetők optikai vizsgálata

OData támogatás
Konzulens:
Dr. Kollár Ernő
Elektronikus Eszközök Tanszéke

A II-VI főcsoportba tartozó félvezetők, mint a kadmium-szulfid optoelektronikai eszközökben gyakran alkalmazott, és így sokat kutatott anyagok.

Jelenlegi munkám során vizes oldatból leválasztott nanokristályos kadmium-szulfid vékonyrétegek optikai vizsgálatával foglalkoztam, elsősorban a rézzel való adalékolás és hőkezelés hatásával. Ez azért érdekes, mert a későbbiekre nézve nanokristályos fotolumineszcens anyagok alkalmazhatóságának kutatása a célunk. A téma ígéretesnek tűnik, egyes eredmények alapján ezek az anyagok nemsokára versenyképesek lehetnek a hagyományos fényporokkal.

A mintákon transzmisszió, fotolumineszcencia és fotovezetés méréseket végeztem, ezekből vontam le következtetéseket a hőkezeléssel és réz adalékolással kapcsolatban. A mérések segítségével a rétegvastagságokat, a tiltott sávszélességet és a tiltott sávban megjelenő energiaszinteket is vizsgáltam.

A transzmisszió mérések alátámasztották, hogy a réz adalékolás mellett történő leválasztás miatti reakciósebesség-növekedés miatt a keletkező nanokristályok mérete kisebb lesz. Adalékolatlan minta tiltott sávja 2,37 eV szélességűnek adódott, míg hasonló körülmények között, azonban rézzel együtt leválasztott mintáé 2,44 eV. A mérések megmutatták, hogy hőkezelés hatására a tiltott sáv szélessége mindkét esetben csökkent (0,05 illetve 0,08 eV-tal).

A fotolumineszcencia mérések eredménye alapján elmondhatjuk, hogy a hőkezelés növeli a lumineszcencia intenzitását. Emellett kiderült, hogy a réz adalékolás szintjének növekedésével a fotolumineszcencia spektrum a nagyobb hullámhosszak felé tolódik, amit a réznek megfelelő lumineszcencia-centrum megjelenésének tulajdoníthatunk. Az adalékolás hatására az eredetileg 900 nm alatti lumineszcencia-csúcs 1030 nm-re tolódott el.

A dolgozatban először áttekintem a kadmium szulfid egyes, számunkra releváns tuladonságainak mérésének megértéséhez szükséges fizikai hátteret, majd megindokolom a kadmium-szulfid és az előállítási technológia választását, bemutatom a kadmium-szulfid vékonyrétegek tulajdonságait, külön kiemelve az általunk alkalmazott, vizes oldatból való leválasztást. Ezt követi az egyes mérési összeállítások bemutatása, majd a mérési eredmények ismertetése, következtetések levonása. Az eredmények összefoglalása után végül a további megoldandó feladatokat mutatom be.

Letölthető fájlok

A témához tartozó fájlokat csak bejelentkezett felhasználók tölthetik le.