עבודה זו נתמכה כלכלית על ידי משרד המדע והטכנולוגיה והמועצה הלאומית למדע של רפובליקה העממית של סין (nos חוזה. המל&quot;ל 101-2,221-E-027-042 והמועצה לביטחון לאומי 101-2,622-E-027-003-CC2). תודה DH ווי האוניברסיטה הלאומית של טייפה טכנולוגיה (טייפה TECH) לד&quot;ר שכטמן בפרס פרס.

1. הכנת תשתית וניקוי <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חותך מצעי סיליקון x 10 מ&quot;מ 10 מ&quot;מ מSi (100) רקיק. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חותך x 10 מ&quot;מ 10 מ&quot;מ זכוכית מצעים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בשואב קולי כדי לנקות את מצעי סיליקון וזכוכית עם אצטון במשך 10 דקות, אלכוהול במשך 10 דקות, ולאחר מכן isopropanol במשך 15 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש לשטוף את מצעים עם מים ללא יונים (DI) שלוש פעמים. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לפוצץ-לייבש את מצעים עם אקדח חנקן. </li></ol> 2. DEZn הכנה ושימור הערה: Diethylzinc (C 2 H 5) 2 Zn, המכונה גם DEZn, היא תרכובת organozinc pyrophoric מאוד המורכבת של מרכז אבץ קשור לשתי קבוצות אתיל. אף פעם לא עובד לבד בעת שימוש DEZn. DEZn הוא רעיל מאוד ורגיש לחמצן ומים, כדי להיות בטוח שלא למקם את DEZn ליד המים. תמיד לובשים מסכות מגן והגנה על העין; כל הנהלים חייבים להתבצע בשכונה. והכי חשוב, שאינו בשימוש DEZn חייב bדואר מאוחסן בסביבת C 5 o. הערה: השימוש הראשון של DEZn, בצע את שלב 2. אם לא, להתחיל את הניסוי בשלב 3. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש במזרק כדי להוציא 30 מיליליטר DEZn מהבקבוק ואז מזריק לתוך מבחנה ממוקמת בגליל פלדה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בצינור ברזל מגולוון להתחבר גליל הפלדה עם תא התגובה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש במשאבה מכאנית ושסתומים כדור לשאוב את גליל הפלדה בסביבת ואקום (6 Torr). הערה: DEZn יהיה קשה מגיב עם חמצן, זה חייב להישמר בסביבת הוואקום. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אחסן את DEZn שאינו בשימוש בסביבת C 5 o. </li></ol> 3. PECVD לשכת הכנה וסינתזה של תחמוצת האבץ Thin Films הערה: התרשים סכמטי של שיקוע כימי פלזמה המשופרת מתואר באיור 1. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את מרחק העבודה בין האלקטרודה מקלחת ושלב מדגם ב 30 מ&quot;מ. </li> &lt;li&gt; מניחים את מצעים על הבמה המדגם של תא תגובה במיקום הנכון שבו יש מרחק 3 סנטימטר מכניסת DEZn. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> פתח את המשאבה סיבובית ולפתוח בהדרגה את שסתומי שער ושסתום פרפר. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חכה עד שלחץ הרקע של חדר הכור הוא נמוך מ -30 mTorr. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> סגור את שסתומי שער ופרפר השסתום, שמתחבר למשאבה סיבובית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר מכן פתח את המשאבה טורבו ושסתומים שער יחסי להגיע ואקום גבוה של 3 x 10 -6 Torr. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר שהגיע למצב הוואקום הנחוץ, לפתוח את בקר החום ולחמם את הבמה המדגם לטמפרטורת הסינתזה (200, 300, 400, 500, ו -600 o C לפרמטרים ניסוי שונים). </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> כאשר הטמפרטורה והלחץ להגיע לתנאי ההכרחי, לסגור את המשאבה טורבו ולאחר מכן פתח את השסתום שסתומים שער ופרפר שמתחבר למשאבה סיבובית בו-זמנית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר מכן, לפתוח את שסתומי יניקת הגז ולהפעיל את ז הארגוןכזרימת בקר בו זמנית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> זרימת הגז (.167 מיליליטר / sec) הארגון לתוך התא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את הלחץ קאמרי 500 mTorr. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל את מחולל RF (13.56 MHz) והתאמת הרשת, ולאחר מכן קבע את כוח RF ב 100 W לטיהור דגימות המשטח במשך 15 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר שסיים את הטיהור של דגימות, להפוך את כוח RF עד 70 W. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר מכן, להפעיל את שסתום בקר גז פחמן דו חמצני וכניסת גז. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לזרום פחמן דו חמצני (0.5 מיליליטר / sec) לתוך התא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את לחץ העבודה בשעת 6 Torr. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אחרי הלחץ קאמרי מגיע 6 Torr, לזרום הארגון הגבוה הטהור כגז מוביל (.167 מיליליטר / sec) לביצוע diethylzinc (DEZn) לתוך התא ושסתום כדור פתוח מחובר לDEZn בו זמנית. במקביל, מתחיל את הסינתזה של סרטי ZnO. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> המשך סינתזת הפלזמה של סרטי ZnO במשך 5 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> אחרי סרטי ZnO היו מסונתזים, seriatim לכבות את הגנרטור RF, שסתום כדור, קון החוםטרולר וכל זרימת גז הבקרים יחד עם שסתומי כניסת גז. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קח את הדוגמא כאשר מדגם טמפרטורת הבמה מתקררת לRT. הערה: קצב הקירור הוא כ 1.8 o C / דקה. </li></ol> 4. הכנת התבנית דמוית Interdigitated על ZnO Thin Film כפי-מסונתז הערה: סכמטי של התהליך ליתוגרפיה מתואר באיור 3. <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש בצלחת חמה לאפות מדגם ZnO כ- ​​מסונתז ב 150 מעלות צלסיוס במשך 10 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את המדגם על coater הספין, ולאחר מכן לוותר הפתרון הנוזלי של photoresist (S1813) עם 100 μl על מדגם ZnO. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל coater הספין ב 800 סל&quot;ד במשך 10 שניות ולאחר מכן להאיץ ל -3,000 סל&quot;ד במשך 30 שניות כדי לייצר שכבה אחידה דקה. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאפות רך מדגם ZnO מצופה photoresist בC o 105 למשך 90 שניות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר הרכה-האפייה, להשתמש אור UV כדי לחשוף את Trou המדגם מצופה photoresist<html> GH photomask ידי aligner מסכה. זמן החשיפה הוא 2 שניות והכוח הוא 400 W. הערה:. הדפוס של photomask מעוצב כדמוי interdigitated, שהוא 0.03 מ&quot;מ רחב ומ&quot;מ 4 ארוך (14 זוגות) ויש מרווח בין האלקטרודה של 0.15 מ&quot;מ כמתואר באיור 2 ראוי לציין שרגיש לסך אזור הוא 84.32 מ&quot;מ 2 לגלאי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר הליך החשיפה, פינצטה השימוש לקליפ המדגם, ולאחר מכן לטבול את הסוללה במפתח המדולל (לערבב 50 מיליליטר של יזם ושל 150 מיליליטר מים deionized) באמצעות פעולות של מתנדנד מצד לצד במשך 35 של להשיג המדגם פיתח. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> יש לשטוף את המדגם פיתח עם מים די ויבש עם גז חנקן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש במיקרוסקופ האופטי כדי לבדוק את הדפוס שלם. אם לא, השתמש באצטון כדי להסיר את photoresist וחזור על שלבים 4.2-4.7 עד הדפוס המושלם הושג. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קשה לאפות המדגם ב 120 מעלות צלסיוס במשך 20 דקות. </li></ol>התחת = &quot;jove_title&quot;&gt; 5. בתצהיר של Pt למעלה אלקטרודה וכימי ההמראה <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש במערכת המקרטעת magnetron RF להפקיד שכבה דקה מוליכה Pt (100 ננומטר) בחלק העליון של המדגם שפותח לפני שתמשיך להליך ההמראה כימי. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הגדר את המרחק בין היעד ומצע ב -13 מ&quot;מ. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש במשאבה המכנית להגיע ואקום גס של 5 mTorr. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר מכן, השתמש המשאבה טורבו להשיג ואקום גבוה של 7 x 10 -7 Torr. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חכה עד שהתא מגיע לוואקום הגבוה, לסגור את המשאבה טורבו ולפתוח את המשאבה המכנית לאחר מכן. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> זרימת גז הארגון ב0.3 מיליליטר / sec לתא על ידי זרימת mas בקר עד הלחץ קאמרי להגיע לחץ העבודה של 100 mTorr. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> הפעל הישיר הנוכחי (DC) לפרוק אספקת חשמל ולהגדיר את כוח DC ב 15 W למקרטע האלקטרודה הסרט הדק Pt על המדגם של 25 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר שכבת אלקטרודה Pt הופקדה על ידי sputt magnetronering שיטה, להוציא את המדגם מהתא. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לטבול את המדגם לתוך נוזל אצטון לתהליך ההמראה כימי על ידי שואב קולי כדי להסיר את photoresist. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> קבע את זמן הניקוי ב1 דקות כדי להסיר ביסודיות photoresist, ולאחר מכן לקבל את האלקטרודה Pt כמו-interdigitated על הסרט הדק ZnO. </li></ol> 6. תהליך הרכבה עצמי <ol style=";text-align:right;direction:rtl"><li style=";text-align:right;direction:rtl"> מניחים את מדגם Pt / ZnO המפוברק-כלמערכת להרכבה העצמית. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> השתמש במשאבה המכנית וסתום שער לשאוב את הלחץ קאמרי הרכבה העצמית 20 mTorr. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> חכה עד שהלחץ קאמרי מגיע 20 mTorr, לזרום גז ארגון ב0.3 מיליליטר / sec לתוך התא ולהגדיר את לחץ העבודה של 5 Torr. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר מכן, לקבוע את קצב החימום כמו C / דקת 100 o. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> לאחר מכן, לחשל המדגם ב 450 מעלות צלסיוס במשך 10 דקות. </li><li style=";text-align:right;direction:rtl"> ברגע מרותק, לחכות עד שהמדגם מתקרר לRT, ואז לקחת את הדגימה. </li></ol>

<ol>
	<li>Choppali, U., Kougianos, E., Mohanty, S. P., Gorman, B. P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Influence+of+annealing+on+polymeric+derived+ZnO+thin+films+on+sapphire.">Influence of annealing on polymeric derived ZnO thin films on sapphire.</a> Thin Solid Films. 545, 466-470 (2013).</li><li>Bedia, F. Z., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+tin+doping+on+optical+properties+of+nanostructured+ZnO+thin+films+grown+by+spray+pyrolysis+technique.">Effect of tin doping on optical properties of nanostructured ZnO thin films grown by spray pyrolysis technique.</a> J. Alloy. Compd. 616, 312-318 (2014).</li><li>Liu, W. S., Wu, S. Y., Hung, C. Y., Tseng, C. H., Chang, Y. L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improving+the+optoelectronic+properties+of+gallium+ZnO+transparent+conductive+thin+films+through+titanium+doping.">Improving the optoelectronic properties of gallium ZnO transparent conductive thin films through titanium doping.</a> J. Alloy. Compd. 616, 268-274 (2014).</li><li>Baik, K. H., Kim, H., Kim, J., Jung, S., Jang, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nonpolar+light+emitting+diode+with+sharp+near-ultraviolet+emissions+using+hydrothermally+grown+ZnO+on+p-GaN.">Nonpolar light emitting diode with sharp near-ultraviolet emissions using hydrothermally grown ZnO on p-GaN.</a> Appl. Phys. Lett. 103, 091107 (2013).</li><li>Han, S. J., Huang, W., Shi, W., Yu, J. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Performance+improvement+of+organic+field-effect+transistor+ammonia+gas+sensor+using+ZnO/PMMA+hybrid+as+dielectric+layer.">Performance improvement of organic field-effect transistor ammonia gas sensor using ZnO/PMMA hybrid as dielectric layer.</a> Sens Actuator B-Chem. 203, 9-16 (2014).</li><li>Chizhov, A. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Visible+light+activated+room+temperature+gas+sensors+based+on+nanocrystalline+ZnO+sensitized+with+CdSe+quantum+dots.">Visible light activated room temperature gas sensors based on nanocrystalline ZnO sensitized with CdSe quantum dots.</a> Sens Actuator B-Chem. 205, 305-312 (2014).</li><li>Li, C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+substrate+on+the+structural,+electric+and+optical+properties+of+Al-doped+ZnO+films+prepared+by+radio+frequency+magnetron+sputtering.">Effects of substrate on the structural, electric and optical properties of Al-doped ZnO films prepared by radio frequency magnetron sputtering.</a> Thin Solid Films. 517, 3265-3268 (2009).</li><li>Ellmer, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resistivity+of+polycrystalline+zinc+oxide+films:+current+status+and+physical+limit.">Resistivity of polycrystalline zinc oxide films: current status and physical limit.</a> J. Phys. D: Appl. Phys. 34, 3097 (2001).</li><li>Wang, F. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=optical+and+electrical+properties+of+Hf-doped+ZnO+transparent+conducting+films+prepared+by+sol-gel+method.">optical and electrical properties of Hf-doped ZnO transparent conducting films prepared by sol-gel method.</a> J. Alloy. Compd. 623, 290-297 (2015).</li><li>Senay, V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=ZnO+thin+film+synthesis+by+reactive+radio+frequency+magnetron+sputtering.">ZnO thin film synthesis by reactive radio frequency magnetron sputtering.</a> Appl. Surf. Sci. 318, 2-5 (2014).</li><li>Chi, P. W., Su, C. W., Jhuo, B. H., Wei, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Photoirradiation+caused+controllable+wettability+switching+of+sputtered+highly+aligned+c-axis-oriented+zinc+oxide+columnar+films.">Photoirradiation caused controllable wettability switching of sputtered highly aligned c-axis-oriented zinc oxide columnar films.</a> Int. J. Photoenergy. 2014, 765209 (2014).</li><li>Jamal, R. K., Hameed, M. A., Adem, K. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optical+properties+of+nanostructured+ZnO+prepared+by+a+pulsed+laser+deposition+technique.">Optical properties of nanostructured ZnO prepared by a pulsed laser deposition technique.</a> Mater. Lett. 132, 31-33 (2014).</li><li>Kobayashi, T., Nakada, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+post-deposition+on+transparent+conductingZnO:B+thin+films+grown+by+MOCVD.">Effects of post-deposition on transparent conductingZnO:B thin films grown by MOCVD.</a> Jpn. J. Appl. Phys. 53, 05FA03 (2014).</li><li>Chao, C. H., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Postannealing+effect+at+various+gas+ambients+on+ohmic+contacts+of+Pt/ZnO+nanobilayers+toward+ultraviolet+photodetectors.">Postannealing effect at various gas ambients on ohmic contacts of Pt/ZnO nanobilayers toward ultraviolet photodetectors.</a> Int. J. Photoenergy. 2013, 372869-1155 (2013).</li><li>Barankin, M. D., Gonzalez II, E., Ladwig, A. M., Hicks, R. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Plasma-enhanced+chemical+vapor+deposition+of+zinc+oxide+at+atmospheric+pressure+and+low+temperature.">Plasma-enhanced chemical vapor deposition of zinc oxide at atmospheric pressure and low temperature.</a> 91, 924-930 (2007).</li><li>Fons, P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Uniaxial+locked+epitaxy+of+ZnO+on+the+&#945;+face+of+sapphire.">Uniaxial locked epitaxy of ZnO on the &#945; face of sapphire.</a> Appl. Phys. Lett. 77, 1801 (2000).</li><li>Ko, H. J., Chen, Y., Hong, S. K., Yao, T. a. k. a. f. u. m. i. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=MBE+growth+of+high-quality+ZnO+films+on+epi-GaN.">MBE growth of high-quality ZnO films on epi-GaN.</a> J. Cryst. Growth. 209, 816-821 (2000).</li><li>Park, D. J., Lee, J. Y., Park, T. E., Kim, Y. Y., Cho, H. K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Improved+microstructural+properties+of+a+ZnO+thin+film+using+a+buffer+layer+in-situ+annealed+in+argon+ambient.">Improved microstructural properties of a ZnO thin film using a buffer layer in-situ annealed in argon ambient.</a> Thin Solid Films. 515, 6721-6725 (2000).</li><li>Kim, M. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Nitrogen-passivation+effects+of+Si+substrates+on+the+properties+of+ZnO+epitaxial+layers+grown+by+using+plasma-assisted+molecular+beam+epitaxy.">Nitrogen-passivation effects of Si substrates on the properties of ZnO epitaxial layers grown by using plasma-assisted molecular beam epitaxy.</a> J. Korean Phys. Soc. 56, 827-831 (2010).</li><li>Li, G. M., Zhang, J. W., Hou, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Temperature+dependence+of+performance+of+ZnO-based+metal-semiconductor-metal+ultraviolet+photodetectors.">Temperature dependence of performance of ZnO-based metal-semiconductor-metal ultraviolet photodetectors.</a> Sens. Actuator A-Phys. 209, 149-153 (2014).</li><li>Wang, X. F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=superhigh+gain+visible-blind+UV+detector+and+optical+logic+gates+based+on+nonpolar+a-axial+GaN+nanowire.">superhigh gain visible-blind UV detector and optical logic gates based on nonpolar a-axial GaN nanowire.</a> Nanoscale. 6, 12009-12017 (2014).</li><li>Inamdar, S. I., Rajpure, K. Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=High-performance+metal-semiconductor-metal+UV+photodetector+based+on+spray+deposited+ZnO+thin+films.">High-performance metal-semiconductor-metal UV photodetector based on spray deposited ZnO thin films.</a> J. Alloy. Compd. 595, 55-59 (2014).</li><li>Tian, C. G., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effects+of+continuous+annealing+on+the+performance+of+ZnO+based+metal-semiconductor-metal+ultraviolet+photodetectors.">Effects of continuous annealing on the performance of ZnO based metal-semiconductor-metal ultraviolet photodetectors.</a> Mater. Sci. Eng. B-Adv. Funct.Solid-State Mater. 184, 67-71 (2014).</li><li>Chen, H. Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Realization+of+a+self-powered+ZnO+MSM+UV+photodetector+with+high+responsivity+using+an+asymmetric+pair+of+Au+electrodes.">Realization of a self-powered ZnO MSM UV photodetector with high responsivity using an asymmetric pair of Au electrodes.</a> J. Mater. Chem. C. 2, 9689-9694 (2014).</li><li>Subramanyam, T. K., Srinivasulu Naidu, ., S, S., Uthanna, <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Effect+of+substrate+temperature+on+the+physical+properties+of+DC+reactive+magnetron+sputtered+ZnO+films.">Effect of substrate temperature on the physical properties of DC reactive magnetron sputtered ZnO films.</a> Opt. Mater. 13, 239-247 (1999).</li><li>Iwanaga, H., Kunishige, A., Takeuchi, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Anisotropic+thermal+expansion+in+wurtzite-type+crystals.">Anisotropic thermal expansion in wurtzite-type crystals.</a> J. Mater. Sci. 35, 2451-2454 (2000).</li><li>Okaji, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Absolute+thermal+expansion+measurements+of+single-crystal+silicon+in+the+range+300-1300+K+with+an+interferometric+dilatometer.">Absolute thermal expansion measurements of single-crystal silicon in the range 300-1300 K with an interferometric dilatometer.</a> Int. J. Thermophys. 9, 1101-1109 (1988).</li><li>Pearse, R. W. B., Lichtenberg, A. J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=.">.</a> The identification of molecular spectra. , (1976).</li><li>Chao, C. H., Wei, D. H. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Growth+of+non-polar+ZnO+thin+films+with+different+working+pressures+by+plasma+enhanced+chemical+vapor+deposition.">Growth of non-polar ZnO thin films with different working pressures by plasma enhanced chemical vapor deposition.</a> Jpn. J. Appl. Phys. 53, 11RA05 (2014).</li><li>Lin, B., Fu, Z., Green Jia, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=luminescent+center+in+undoped+zinc+oxide+films+deposited+on+silicon+substrate.">luminescent center in undoped zinc oxide films deposited on silicon substrate.</a> Appl. Phys. Lett. 79, 943-945 (2001).</li><li>Koida, T., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Radiative+and+nonradiative+excitonic+transitions+in+nonpolar+(110)+and+polar+(000)+and+(0001)+ZnO+epilayers.">Radiative and nonradiative excitonic transitions in nonpolar (110) and polar (000) and (0001) ZnO epilayers.</a> Appl. Phys. Lett. 84 (110), 1079 (2004).</li></ol>

The authors declare that they have no competing financial interests.

צעדים ושינויים קריטיים בשלב 1, מצעים יש לנקות ביסודיות וצעדי 1.3-1.5 אחריו כדי לוודא שאין גריז או זיהומים אורגניים ואי-אורגניים במצעים. כל גריז או זיהומים אורגניים ואי-אורגניים על פני השטח המצע משמעותי יפחית את ההידבקות של הסרט. <p c...

ZnO הוא חומר מוליך למחצה מבטיח רחב-פס-פער תפקודי בשל מאפייניה הייחודיים כגון יציבות כימית גבוהה, עלות נמוכה, שאינו רעיל, כוח סף נמוך לשאיבה אופטית, פער להקה ישירה רחב (3.37 eV) ב RT ואקסיטון הגדול מחייב אנרגיה של ~ 60 מופתע נוכח 1-2. לאחרונה, סרטים דקים ZnO כבר מועסקים בתחומים רבים, כולל יישום סרטי תחמוצת מוליך (TCO) שקופים, מכשיר פולט אור הכחול, טרנזיסטורים אפקט שדה, וחיישן גז 3-6. מצד השני, תחמוצת אבץ הוא חומר מועמד להחליף תחמוצת אינדיום בדיל (איטו) בשל אינדיום ופח להיות נדירים ויקרים. יתר על כן, תחמוצת האבץ בעל העברה אופטית גבוהה באזור הגל הגלוי והתנגדות נמוכה בהשוואה לסרטי איטו 7-8. בהתאם לכך, ייצור, אפיון ויישום של ZnO כבר דיווחו בהרחבה. מחקר הנוכחי מתמקד בסינתזת ג -axis (0002) סרטים דקים גבוהים ZnO ידי פשוטד יעילות שיטה והיישום המעשי שלה כלפי גלאי אור UV. ממצאי דו&quot;ח מחקר שנערך לאחרונה מצביעים על כך שהסרט הדק באיכות גבוהה ZnO יכול להיות מסונתז על ידי טכניקות שונות, כגון שיטת סול-ג&#39;ל, המקרטעת magnetron תדר רדיו, בתצהיר המתכת אורגני אדים כימיים (MOCVD), וכן הלאה 9-14. לכל טכניקה יש יתרונות והחסרונות שלה. לדוגמא, יתרון עיקרי של תצהיר המקרטעת הוא שחומרי היעד עם נקודת התכה גבוהה מאוד גמגמו מאמץ על גבי המצע. לעומת זאת, התהליך המקרטעת קשה לשלב עם ההמראה לבניית מבנה הסרט. במחקר שלנו, מערכת שיקוע כימי פלזמה משופרת (PECVD) הועסקה לסנתז באיכות גבוהה ג -axis סרטים דקים ZnO. הפגזת פלזמה היא גורם מפתח בתהליך הסינתזה שיכולה להגדיל את צפיפות סרט דקה ולשפר את תגובת שיעור פירוק יון 15. בבנוסף, שיעור הצמיחה הגבוה ותצהיר אחיד שטח גדול יתרונות ייחודיים אחרים לטכניקת PECVD. פרט לטכניקת הסינתזה, הידבקות טובה על המצע היא נושא נחשב אחר. במחקרים רבים, ספיר -plane ג כבר בשימוש נרחב כמצע לסנתז גבוה ג -axis סרטים דקים ZnO כי ZnO והספיר יש את אותו מבנה סריג המשושה. עם זאת, ZnO היה מסונתז על מצע ספיר מציג מורפולוגיה משטח מחוספס וריכוזים גבוהים שייר (פגם-קשור) ספק בשל יוצלחים סריג הגדול בין ZnO וספיר -plane ג (18%) בכיוון בכיוון במטוס 16. לעומת מצע הספיר, רקיק Si הוא עוד מצע בשימוש נרחב לסינתזת ZnO. הוופלים Si נעשו שימוש נרחב בתעשיית המוליכים למחצה; וכך, הצמיחה של סרטים דקים באיכות גבוהה ZnO על מצעי Si היא מאוד חשובה ושנחוץsary. למרבה הצער, המבנה הגבישי ומקדם התפשטות תרמית בין ZnO וסי הם ללא ספק שונים שהוביל להידרדרות באיכות קריסטל. במהלך העשור האחרון, מאמצים רבים נעשו כדי לשפר את האיכות של סרטים דקים ZnO על גבי מצעי Si באמצעות שיטות שונות, כולל שכבות ZnO חיץ 17, חישול באווירת גז שונים 18, ופסיבציה של פני השטח מצע Si 19. המחקר הנוכחי הציע בהצלחה שיטה פשוטה ויעיל לסנתז גבוה ג -axis סרט דק ZnO על גבי מצעי Si ללא כל שכבת חיץ או טיפול מראש. תוצאות הניסוי הצביעו על כך שהסרטים הדקים ZnO מסונתז תחת טמפרטורת הצמיחה האופטימלית הראו גביש הטוב ואיכויות אופטיות. המבנה הגבישי, הרכב הפלזמה RF, מורפולוגיה פני השטח, והתכונות אופטיות של סרטים דקים ZnO נחקרו על ידי קרן ה- X עקיפה (XRD), ספקטרוסקופיה פליטה האופטית (OES), sc פליטת השדהמיקרוסקופ האלקטרונים אנינג (FE-SEM), וספקטרום photoluminescence RT (PL), בהתאמה. יתר על כן, העברה של סרטים דקים ZnO גם אישרה ודיווחה. הסרט הדק ZnO כ- מסונתז שימש כשכבת חישה ליישום גלאי אור UV גם נחקרה במחקר זה. יש גלאי האור UV יישומי פוטנציאל גדולים בניטור UV, מתג אופטי, אזעקת אש, ומערכת טילי התחממות 20-21. ישנם סוגים רבים של photodetectors שבוצע כגון שלילי מהותי חיובי מצב (PIN) ומבני מתכת מוליכים למחצה מתכת (MSM) כוללים קשר ohmic וקשר וטקי. לכל סוג יש יתרונות משלה וחסרונות. נכון לעכשיו, מבני גלאי אור MSM משכו עניין אינטנסיבי בשל הביצועים המעולים שלהם בתגובתיות, אמינות ותגובה וזמן התאוששות 22-24. התוצאות שהוצגו כאן מראות שמצב קשר MSM ohmic הועסקלפברק גלאי אור UV מבוססים סרט הדק ZnO. כזה סוג של גלאי אור בדרך כלל מגלה היענות טובה ואמינה, המצביע על כך הגבוה ג -axis סרט דק ZnO הוא שכבת חישה מתאימה לגלאי אור UV.

<table><tbody><tr><td>RF power supply</td><td>ADVANCED ENERGY</td><td>RFX-600</td><td></td></tr><tr><td>Butterfly valve</td><td>MKS</td><td>253B-1-40-1</td><td></td></tr><tr><td>Mass flow controller</td><td>PROTEC INSTRUMENTS</td><td>PC-540</td><td></td></tr><tr><td>Pressure controller</td><td>MKS</td><td>600 series&amp;nbsp;</td><td></td></tr><tr><td>Heater</td><td>UPGRADE INSTRUMENT CO.</td><td>UI-TC 3001</td><td></td></tr><tr><td>Sputter gun</td><td>AJA INTERNATIONAL</td><td>A320-HA</td><td></td></tr><tr><td>DEZn 1.5M</td><td>ACROS ORGANIC USA, New Jersey</td><td></td><td>also called Diethylzinc (C2H5)2Zn</td></tr><tr><td>Spin coater&amp;nbsp;</td><td>SWIENCO</td><td>PW - 490</td><td></td></tr><tr><td>I-V measurement</td><td>Keithley</td><td>Model: 2400</td><td></td></tr><tr><td>Photocondutive measurement&amp;nbsp;</td><td>Home-built</td><td></td><td></td></tr><tr><td>UV light sourse</td><td>Panasonic</td><td>ANUJ 6160</td><td></td></tr><tr><td>Mask aligner</td><td>Karl Suss</td><td>MJB4</td><td></td></tr><tr><td>Photoresist</td><td>Shipley a Rohm &amp;amp; Haas company</td><td>S1813</td><td></td></tr><tr><td>Developer</td><td>Shipley a Rohm &amp;amp; Haas company</td><td>MF319</td><td></td></tr><tr><td>Silicon wafer</td><td>E-Light Technology Inc</td><td>12/0801</td><td></td></tr><tr><td>Glass substrate</td><td>CORNING</td><td>1737</td><td>P-type / Boron</td></tr></tbody></table>

synthesis and characterization of high c-axis zno thin film by plasma enhanced chemical vapor deposition system and its uv photodetector application

במחקר זה, תחמוצת אבץ (ZnO) סרטים דקים עם ג -axis (0002) נטייה גבוהה מועדפת היו מסונתזים בהצלחה וביעילות על גבי מצעי סיליקון (Si) באמצעות טמפרטורות מסונתזים שונות באמצעות שיקוע כימי פלזמה משופרת מערכת (PECVD). ההשפעות של טמפרטורות שונות מסונתזים במבנה הגבישי, מורפולוגיות פני השטח ותכונות אופטיות נחקרו. עקיפת רנטגן דפוסים (XRD) הצביעו על כך שעוצמת השיא (0002) עקיפה התחזקה עם טמפרטורה מסונתזת הגדלת עד 400 מעלות צלסיוס עוצמת העקיפה של שיא (0002) הפכה בהדרגה חלשה מלווה עם מראה של (10-10) שיא עקיפה כמו הטמפרטורה המסונתזת עד עודף של 400 מעלות צלסיוס Photoluminescence RT הספקטרום (PL) הציג להקה-קצה ליד חזק (Nbe) פליטה נצפתה בסביבות 375 ננומטר ופליטה ברמה עמוקה זניחה (DL) ממוקמת בסביבות 575 und ננומטראה גבוה ג -axis ZnO סרטים דקים. תמונות מיקרוסקופ אלקטרונים סורקים פליטת שדה (FE-SEM) חשפו את פני השטח הומוגני ועם התפלגות גודל גרגר קטנה. הסרטים הדקים ZnO גם היו מסונתזים על גבי מצעי זכוכית באותם פרמטרים למדידת העברה. לצורך יישום אולטרה סגול גלאי אור (UV), הפלטינה interdigitated (Pt) סרט דק (עובי ~ 100 ננומטר) מפוברק באמצעות תהליך קונבנציונלי אופטי ליתוגרפיה ותדר רדיו (RF) המקרטעת magnetron. כדי להגיע למגע ohmic, המכשיר היה מרותק בנסיבות ארגון ב 450 C o על ידי מערכת מהירה חישול תרמית (RTA) במשך 10 דקות. לאחר המדידות שיטתיות, הנוכחי המתח (אני - V) עקומה של תמונה ותוצאות תגובת פוטוני והשעה הנוכחיות תלויה כהות הציגה היענות טובה ואמינה, המצביע על כך הגבוה ג -axis סרט דק ZnO הוא שכבת חישה מתאימהליישום גלאי האור UV.

ZnO (0002) סרטים דקים עם גבוה ג -axis נטייה העדיפה היה מסונתזים בהצלחה על Si מצעים באמצעות מערכת PECVD. פחמן דו חמצני (CO 2) וdiethylzinc (DEZn) שמשו כמבשרי חמצן ואבץ, בהתאמה. המבנה הגבישי של סרטים דקים ZnO התאפיין עקיפה X-ray (איור 4), מצביע על כך שהסרט הדק ZnO מסונתז בC o 4...

Watch this Scientific Journal Video about Synthesis and Characterization of High c-axis ZnO Thin Film by Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition System and its UV Photodetector Application at JoVE.c

Synthesis and Characterization of High c-axis ZnO Thin Film by Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition System and its UV Photodetector Application

We offered a method to directly synthesize high c-axis (0002) ZnO thin film by plasma enhanced chemical vapor deposition. The as-synthesized ZnO thin film combined with Pt interdigitated electrode was used as sensing layer for ultraviolet photodetector, showing a high performance through a combination of its good responsivity and reliability.

סינתזה ואפיון של c-הציר הגבוה ZnO Thin Film ידי פלזמה משופרת מערכת הפקדת כימית החמקן וUV גלאי אור יישומה

In this study, zinc oxide (ZnO) thin films with high c-axis (0002) preferential orientation have been successfully and effectively synthesized onto ...

synthesis-characterization-high-c-axis-zno-thin-film-plasma-enhanced

Universidad de Cartagena UDEC

Research

JoVE Journal

Engineering

15.2K Views.  National Taipei University of Technology (TAIPEI TECH). We offered a method to directly synthesize high c-axis (0002) ZnO thin film by plasma enhanced chemical vapor deposition. The as-synthesized ZnO thin film combined with Pt interdigitated electrode was used as sensing layer for ultraviolet photodetector, showing a high performance through a combination of its good responsivity and reliability.

Video: Synthesis and Characterization of High c-axis ZnO Thin Film by Plasma Enhanced Chemical Vapor Deposition System and its UV Photodetector Application

Polycrystalline Silicon Thin-film Solar cells with Plasmonic-enhanced Light-trapping

One of major approaches to cheaper solar cells is reducing the amount of semiconductor material used for their fabrication and making cells thinner. To compensate for lower light absorption such physically thin devices have to incorporate light-trapping which increases their optical thickness. Light scattering by textured surfaces is a common technique but it cannot be universally applied to all solar cell technologies. Some cells, for example those made of evaporated silicon, are planar as produced and they require an alternative light-trapping means suitable for planar devices. Metal nanoparticles formed on planar silicon cell surface and capable of light scattering due to surface plasmon resonance is an effective approach.
The paper presents a fabrication procedure of evaporated polycrystalline silicon solar cells with plasmonic light-trapping and demonstrates how the cell quantum efficiency improves due to presence of metal nanoparticles.
To fabricate the cells a film consisting of alternative boron and phosphorous doped silicon layers is deposited on glass substrate by electron beam evaporation. An Initially amorphous film is crystallised and electronic defects are mitigated by annealing and hydrogen passivation. Metal grid contacts are applied to the layers of opposite polarity to extract electricity generated by the cell. Typically, such a ~2 &mu;m thick cell has a short-circuit current density (Jsc) of 14-16 mA/cm2, which can be increased up to 17-18 mA/cm2 (~25% higher) after application of a simple diffuse back reflector made of a white paint.
To implement plasmonic light-trapping a silver nanoparticle array is formed on the metallised cell silicon surface. A precursor silver film is deposited on the cell by thermal evaporation and annealed at 23&deg;C to form silver nanoparticles. Nanoparticle size and coverage, which affect plasmonic light-scattering, can be tuned for enhanced cell performance by varying the precursor film thickness and its annealing conditions. An optimised nanoparticle array alone results in cell Jsc enhancement of about 28%, similar to the effect of the diffuse reflector. The photocurrent can be further increased by coating the nanoparticles by a low refractive index dielectric, like MgF2, and applying the diffused reflector. The complete plasmonic cell structure comprises the polycrystalline silicon film, a silver nanoparticle array, a layer of MgF2, and a diffuse reflector. The Jsc for such cell is 21-23 mA/cm2, up to 45% higher than Jsc of the original cell without light-trapping or ~25% higher than Jsc for the cell with the diffuse reflector only.
Introduction
Light-trapping in silicon solar cells is commonly achieved via light scattering at textured interfaces. Scattered light travels through a cell at oblique angles for a longer distance and when such angles exceed the critical angle at the cell interfaces the light is permanently trapped in the cell by total internal reflection (Animation 1: Light-trapping). Although this scheme works well for most solar cells, there are developing technologies where ultra-thin Si layers are produced planar (e.g. layer-transfer technologies and epitaxial c-Si layers) 1 and or when such layers are not compatible with textures substrates (e.g. evaporated silicon) 2. For such originally planar Si layer alternative light trapping approaches, such as diffuse white paint reflector 3, silicon plasma texturing 4 or high refractive index nanoparticle reflector 5 have been suggested.
Metal nanoparticles can effectively scatter incident light into a higher refractive index material, like silicon, due to the surface plasmon resonance effect 6. They also can be easily formed on the planar silicon cell surface thus offering a light-trapping approach alternative to texturing. For a nanoparticle located at the air-silicon interface the scattered light fraction coupled into silicon exceeds 95% and a large faction of that light is scattered at angles above critical providing nearly ideal light-trapping condition (Animation 2: Plasmons on NP). The resonance can be tuned to the wavelength region, which is most important for a particular cell material and design, by varying the nanoparticle average size, surface coverage and local dielectric environment 6,7. Theoretical design principles of plasmonic nanoparticle solar cells have been suggested 8. In practice, Ag nanoparticle array is an ideal light-trapping partner for poly-Si thin-film solar cells because most of these design principle are naturally met. The simplest way of forming nanoparticles by thermal annealing of a thin precursor Ag film results in a random array with a relatively wide size and shape distribution, which is particularly suitable for light-trapping because such an array has a wide resonance peak, covering the wavelength range of 700-900 nm, important for poly-Si solar cell performance. The nanoparticle array can only be located on the rear poly-Si cell surface thus avoiding destructive interference between incident and scattered light which occurs for front-located nanoparticles 9. Moreover, poly-Si thin-film cells do not requires a passivating layer and the flat base-shaped nanoparticles (that naturally result from thermal annealing of a metal film) can be directly placed on silicon further increases plasmonic scattering efficiency due to surface plasmon-polariton resonance 10.
The cell with the plasmonic nanoparticle array as described above can have a photocurrent about 28% higher than the original cell. However, the array still transmits a significant amount of light which escapes through the rear of the cell and does not contribute into the current. This loss can be mitigated by adding a rear reflector to allow catching transmitted light and re-directing it back to the cell. Providing sufficient distance between the reflector and the nanoparticles (a few hundred nanometers) the reflected light will then experience one more plasmonic scattering event while passing through the nanoparticle array on re-entering the cell and the reflector itself can be made diffuse - both effects further facilitating light scattering and hence light-trapping. Importantly, the Ag nanoparticles have to be encapsulated with an inert and low refractive index dielectric, like MgF2 or SiO2, from the rear reflector to avoid mechanical and chemical damage 7. Low refractive index for this cladding layer is required to maintain a high coupling fraction into silicon and larger scattering angles, which are ensured by the high optical contrast between the media on both sides of the nanoparticle, silicon and dielectric 6. The photocurrent of the plasmonic cell with the diffuse rear reflector can be up to 45% higher than the current of the original cell or up to 25% higher than the current of an equivalent cell with the diffuse reflector only.

Polycrystalline silicon thin-film solar cells on glass are fabricated by deposition of boron and phosphorous doped silicon layers followed by crystallisation, defect passivation and metallisation. Plasmonic light-trapping is introduced by forming Ag nanoparticles on the silicon cell surface capped with a diffused reflector resulting in ~45% photocurrent enhancement.

סיליקון polycrystalline תאים סולאריים סרט דק עם plasmonic משופרת אור השמנה

One of major approaches to cheaper solar cells is reducing the amount of semiconductor material used for their fabrication and making cells thinner. To ...

Fabrication of Nano-engineered Transparent Conducting Oxides by Pulsed Laser Deposition

Nanosecond Pulsed Laser Deposition (PLD) in the presence of a background gas allows the deposition of metal oxides with tunable morphology, structure, density and stoichiometry by a proper control of the plasma plume expansion dynamics. Such versatility can be exploited to produce nanostructured films from compact and dense to nanoporous characterized by a hierarchical assembly of nano-sized clusters. In particular we describe the detailed methodology to fabricate two types of Al-doped ZnO (AZO) films as transparent electrodes in photovoltaic devices: 1) at low O2 pressure, compact films with electrical conductivity and optical transparency close to the state of the art transparent conducting oxides (TCO) can be deposited at room temperature, to be compatible with thermally sensitive materials such as polymers used in organic photovoltaics (OPVs); 2) highly light scattering hierarchical structures resembling a forest of nano-trees are produced at higher pressures. Such structures show high Haze factor (&gt;80%) and may be exploited to enhance the light trapping capability. The method here described for AZO films can be applied to other metal oxides relevant for technological applications such as TiO2, Al2O3, WO3 and Ag4O4.

We describe the experimental method to deposit nanostructured oxide thin films by nanosecond Pulsed Laser Deposition (PLD) in the presence of a background gas. By using this method Al-doped ZnO (AZO) films, from compact to hierarchically structured as nano-tree forests, can be deposited.

ייצור של ננו מהונדס תחמוצות שקופות לנהל בתצהיר ליזר פעם

Nanosecond Pulsed  Laser Deposition (PLD) in the presence of a background gas allows the deposition  of metal oxides with tunable morphology, structure, ...

Preparation and Use of Photocatalytically Active Segmented Ag|ZnO and Coaxial TiO2-Ag Nanowires Made by Templated Electrodeposition

Photocatalytically active nanostructures require a large specific surface area with the presence of many catalytically active sites for the oxidation and reduction half reactions, and fast electron (hole) diffusion and charge separation. Nanowires present suitable architectures to meet these requirements. Axially segmented Ag|ZnO and radially segmented (coaxial) TiO2-Ag nanowires with a diameter of 200 nm and a length of 6-20 &#181;m were made by templated electrodeposition within the pores of polycarbonate track-etched (PCTE) or anodized aluminum oxide (AAO) membranes, respectively. In the photocatalytic experiments, the ZnO and TiO2 phases acted as photoanodes, and Ag as cathode. No external circuit is needed to connect both electrodes, which is a key advantage over conventional photo-electrochemical cells. For making segmented Ag|ZnO nanowires, the Ag salt electrolyte was replaced after formation of the Ag segment to form a ZnO segment attached to the Ag segment. For making coaxial TiO2-Ag nanowires, a TiO2 gel was first formed by the electrochemically induced sol-gel method. Drying and thermal annealing of the as-formed TiO2 gel resulted in the formation of crystalline TiO2 nanotubes. A subsequent Ag electrodeposition step inside the TiO2 nanotubes resulted in formation of coaxial TiO2-Ag nanowires. Due to the combination of an n-type semiconductor (ZnO or TiO2) and a metal (Ag) within the same nanowire, a Schottky barrier was created at the interface between the phases. To demonstrate the photocatalytic activity of these nanowires, the Ag|ZnO nanowires were used in a photocatalytic experiment in which H2 gas was detected upon UV illumination of the nanowires dispersed in a methanol/water mixture. After 17 min&#160;of illumination, approximately 0.2 vol% H2 gas was detected from a suspension of ~0.1 g of Ag|ZnO nanowires in a 50 ml 80 vol% aqueous methanol solution.

Preparation and Use of Photocatalytically Active Segmented Ag|ZnO and Coaxial TiO2-Ag Nanowires Made by Templated Electrodeposition

Procedures are outlined to prepare segmented and coaxial nanowires via templated electrodeposition in nanopores. As examples, segmented nanowires consisting of Ag and ZnO segments, and coaxial nanowires consisting of a TiO2 shell and a Ag core were made. The nanowires were used in photocatalytic hydrogen formation experiments.

אופן ההכנה ושימוש בPhotocatalytically פעיל מקוטע Ag | ZnO וקואקסיאלי טיו<sub&gt; 2</sub&gt;-Ag Nanowires Made by Templated Electrodeposition

Photocatalytically active nanostructures require a large specific surface area with the presence of many catalytically active sites for the oxidation and ...

Improved Heterojunction Quality in Cu2O-based Solar Cells Through the Optimization of Atmospheric Pressure Spatial Atomic Layer Deposited Zn1-xMgxO

Atmospheric pressure spatial atomic layer deposition (AP-SALD) was used to deposit n-type ZnO and Zn1-xMgxO thin films onto p-type thermally oxidized Cu2O substrates outside vacuum at low temperature. The performance of photovoltaic devices featuring atmospherically fabricated ZnO/Cu2O heterojunction was dependent on the conditions of AP-SALD film deposition, namely, the substrate temperature and deposition time, as well as on the Cu2O substrate exposure to oxidizing agents prior to and during the ZnO deposition. Superficial Cu2O to CuO oxidation was identified as a limiting factor to heterojunction quality due to recombination at the ZnO/Cu2O interface. Optimization of AP-SALD conditions as well as keeping Cu2O away from air and moisture in order to minimize Cu2O surface oxidation led to improved device performance. A three-fold increase in the open-circuit voltage (up to 0.65 V) and a two-fold increase in the short-circuit current density produced solar cells with a record 2.2% power conversion efficiency (PCE). This PCE is the highest reported for a Zn1-xMgxO/Cu2O heterojunction formed outside vacuum, which highlights atmospheric pressure spatial ALD as a promising technique for inexpensive and scalable fabrication of Cu2O-based photovoltaics.

Improved Heterojunction Quality in Cu2O-based Solar Cells Through the Optimization of Atmospheric Pressure Spatial Atomic Layer Deposited Zn1-xMgxO

Here we present a protocol for synthesizing Zn1-xMgxO/Cu2O heterojunctions in open-air at low temperature via atmospheric pressure spatial atomic layer deposition (AP-SALD) of Zn1-xMgxO on cuprous oxide. Such high quality conformal metal oxides can be grown on a variety of substrates including plastics by this cheap and scalable method.

איכות heterojunction משופר ב Cu<sub&gt; 2</sub&gt; O מבוסס תאים סולריים באמצעות אופטימיזציה של לחץ האטמוספרה אטומי שכבת מרחבים שהופקדה<br /&gt; Zn<sub&gt; 1-x</sub&gt; Mg<sub&gt; x</sub&gt; O

Atmospheric pressure spatial atomic layer deposition (AP-SALD) was used to deposit n-type ZnO and Zn1-xMgxO thin films onto p-type thermally oxidized Cu2O ...

Chemistry

Synthesis of Hierarchical ZnO/CdSSe Heterostructure Nanotrees

A two-step chemical vapor deposition procedure is here employed to prepare tree-like hierarchical ZnO/CdSSe hetero-nanostructures. The structures are composed of CdSSe branches grown on ZnO nanowires that are vertically aligned on a transparent sapphire substrate. The morphology was measured via scanning electron microscopy. The crystal structure was determined by X-ray powder diffraction analysis. Both the ZnO stem and CdSSe branches have a predominantly wurtzite crystal structure. The mole ratio of S and Se in the CdSSe branches was measured by energy dispersive X-ray spectroscopy. The CdSSe branches result in strong visible light absorption. Photoluminescence (PL) spectroscopy showed that the stem and branches form a type-II heterojunction. PL lifetime measurements showed a decrease in the lifetime of emission from the trees when compared to emission from individual ZnO stems or CdSSe branches and indicate fast charge transfer between CdSSe and ZnO. The vertically aligned ZnO stems provide a direct electron transport pathway to the substrate and allow for efficient charge separation after photoexcitation by visible light. The combination of the abovementioned properties makes ZnO/CdSSe nanotrees promising candidates for applications in solar cells, photocatalysis, and opto-electronic devices.

Here, we prepare and characterize novel tree-like hierarchical ZnO/CdSSe nanostructures, where CdSSe branches are grown on vertically aligned ZnO nanowires. The resulting nanotrees are a potential material for solar energy conversion and other opto-electronic devices.

סינתזה של המבנה ההיררכי ZnO / CdSSe Heterostructure Nanotrees

A two-step chemical vapor deposition procedure is here employed to prepare tree-like hierarchical ZnO/CdSSe hetero-nanostructures. The structures are ...

Aerosol-assisted Chemical Vapor Deposition of Metal Oxide Structures: Zinc Oxide Rods

Whilst columnar zinc oxide (ZnO) structures in the form of rods or wires have been synthesized previously by different liquid- or vapor-phase routes, their high cost production and/or incompatibility with microfabrication technologies, due to the use of pre-deposited catalyst-seeds and/or high processing temperatures exceeding 900 &#176;C, represent a drawback for a widespread use of these methods. Here, however, we report the synthesis of ZnO rods via a non-catalyzed vapor-solid mechanism enabled by using an aerosol-assisted chemical vapor deposition (CVD) method at 400 &#176;C with zinc chloride (ZnCl2) as the precursor and ethanol as the carrier solvent. This method provides both single-step formation of ZnO rods and the possibility of their direct integration with various substrate types, including silicon, silicon-based micromachined platforms, quartz, or high heat resistant polymers. This potentially facilitates the use of this method at a large-scale, due to its compatibility with state-of-the-art microfabrication processes for device manufacture. This report also describes the properties of these structures (e.g., morphology, crystalline phase, optical band gap, chemical composition, electrical resistance) and validates its gas sensing functionality towards carbon monoxide.

Columnar zinc oxide structures in the form of rods are synthesized via aerosol-assisted chemical vapor deposition without the use of pre-deposited catalyst-seed particles. This method is scalable and compatible with various substrates based on either silicon, quartz or polymers.

תרסיס בסיוע בתצהיר אדים כימיים של תחמוצת מתכת מבנים: תחמוצת אבץ מוטות

Whilst columnar zinc oxide (ZnO) structures in the form of rods or wires have been synthesized previously by different liquid- or vapor-phase routes, ...

Well-aligned Vertically Oriented ZnO Nanorod Arrays and their Application in Inverted Small Molecule Solar Cells

This manuscript describes how to design and fabricate efficient inverted solar cells, which are based on a two-dimensional conjugated small molecule (SMPV1) and [6,6]-phenyl-C71-butyric acid methyl ester (PC71BM), by utilizing ZnO nanorods (NRs) grown on a high quality Al-doped ZnO (AZO) seed layer. The inverted SMPV1:PC71BM solar cells with ZnO NRs that grew on both a sputtered and sol-gel processed AZO seed layer are fabricated. Compared with the AZO thin film prepared by the sol-gel method, the sputtered AZO thin film exhibits better crystallization and lower surface roughness, according to X-ray diffraction (XRD) and atomic force microscope (AFM) measurements. The orientation of the ZnO NRs grown on a sputtered AZO seed layer shows better vertical alignment, which is beneficial for the deposition of the subsequent active layer, forming better surface morphologies. Generally, the surface morphology of the active layer mainly dominates the fill factor (FF) of the devices. Consequently, the well-aligned ZnO NRs can be used to improve the carrier collection of the active layer and to increase the FF of the solar cells. Moreover, as an anti-reflection structure, it can also be utilized to enhance the light harvesting of the absorption layer, with the power conversion efficiency (PCE) of solar cells reaching 6.01%, higher than the sol-gel based solar cells with an efficiency of 4.74%.

This manuscript describes how to design and fabricate efficient inverted SMPV1:PC71BM solar cells with ZnO nanorods (NRs) grown on a high quality Al-doped ZnO (AZO) seed layer. The well-aligned vertically oriented ZnO NRs exhibit high crystalline properties. The power conversion efficiency of solar cells can reach 6.01%.

היטב מיושר אנכית מונחה ZnO Nanorod מערכים ויישומם ב הפוך קטן מולקולה תאים סולריים

This manuscript describes how to design and fabricate efficient inverted solar cells, which are based on a two-dimensional conjugated small molecule ...

Fabrication of Schottky Diodes on Zn-polar BeMgZnO/ZnO Heterostructure Grown by Plasma-assisted Molecular Beam Epitaxy

Heterostructure field effect transistors (HFETs) utilizing a two dimensional electron gas (2DEG) channel have a great potential for high speed device applications. Zinc oxide (ZnO), a semiconductor with a wide bandgap (3.4 eV) and high electron saturation velocity has gained a great deal of attention as an attractive material for high speed devices. Efficient gate modulation, however, requires high-quality Schottky contacts on the barrier layer. In this article, we present our Schottky diode fabrication procedure on Zn-polar BeMgZnO/ZnO heterostructure with high density 2DEG which is achieved through strain modulation and incorporation of a few percent Be into the MgZnO-based barrier during growth by molecular beam epitaxy (MBE). To achieve high crystalline quality, nearly lattice-matched high-resistivity GaN templates grown by metal-organic chemical vapor deposition (MOCVD) are used as the substrate for the subsequent MBE growth of the oxide layers. To obtain the requisite Zn-polarity, careful surface treatment of GaN templates and control over the VI/II ratio during the growth of low temperature ZnO nucleation layer are utilized. Ti/Au electrodes serve as Ohmic contacts, and Ag electrodes deposited on the O2 plasma pretreated BeMgZnO surface are used for Schottky contacts.

Attainment of high-quality Schottky contacts is imperative for achieving efficient gate modulation in heterostructure field effect transistors (HFETs). We present the fabrication methodology and characteristics of Schottky diodes on Zn-polar BeMgZnO/ZnO heterostructures with high-density two dimensional electron gas (2DEG), grown by plasma-assisted molecular beam epitaxy on GaN templates.

ייצור של דיודות Schottky על Heterostructure BeMgZnO/ZnO Zn-הקוטב גדלה פלזמה בסיוע קרן מולקולרית Epitaxy

Heterostructure field effect transistors (HFETs) utilizing a two dimensional electron gas (2DEG) channel have a great potential for high speed device ...

The Effect of Anodization Parameters on the Aluminum Oxide Dielectric Layer of Thin-Film Transistors

Aluminum-oxide (Al2O3) is a low cost, easily processable and high dielectric constant insulating material that is particularly appropriate for use as the dielectric layer of thin-film transistors (TFTs). Growth of aluminum-oxide layers from anodization of metallic aluminum films is greatly advantageous when compared to sophisticated processes such as atomic layer deposition (ALD) or deposition methods that demand relatively high temperatures (above 300 &#176;C) such as aqueous combustion or spray-pyrolysis. However, the electrical properties of the transistors are highly dependent on the presence of defects and localized states at the semiconductor/dielectric interface, which are strongly affected by the manufacturing parameters of the anodized dielectric layer. To determine how several fabrication parameters influence the device performance without performing all possible combination of factors, we used a reduced factorial analysis based on a Plackett-Burman design of experiments (DOE). The choice of this DOE permits the use of only 12 experimental runs of combinations of factors (instead of all 256 possibilities) to obtain the optimized device performance. The ranking of the factors by the effect on device responses such as the TFT mobility is possible by applying analysis of variance (ANOVA) to the obtained results.

Anodization parameters for growth of the aluminum-oxide dielectric layer of zinc-oxide thin-film transistors (TFTs) are varied to determine the effects on the electrical parameter responses. Analysis of variance (ANOVA) is applied to a Plackett-Burman design of experiments (DOE) to determine the manufacturing conditions that result in optimized device performance.

השפעת הפרמטרים של אנוזציה על השכבה הדיאלקטרי של תחמוצת האלומיניום של טרנזיסטורים הסרט דק

Aluminum-oxide (Al2O3) is a low cost, easily processable and high dielectric constant insulating material that is particularly appropriate for use as the ...

Metal Oxide Heterojunction for Photocatalytic Activities

There is a significant global demand for improvements in synthesis techniques and their optimal characteristics, especially for industrial-scale applications. Sol-gel-based solution combustion synthesis (SG-SCS) is a simple method to produce ordered porous materials. In this regard, Pearson&#39;s hard and soft acids and bases theory assists in selecting host-dopant reactivity to form a proper heterojunction.
The formation of a heterojunction also changes the essential properties of the materials, improving photocatalysis via charge transfer or synergistic activities. A calcination temperature of 500 &#176;C is ideal for this process based on the results of the stability assessment via a differential thermogravimetry ratio analysis (DTG).
The nanoscale dimensions of the nanoparticles (NPs) and nanocomposites (NCs) generated were validated using X-ray diffraction and high-resolution transmission electron microscopy (HRTEM). Furthermore, the scanning electron microscopy micrographs and BET analyses confirmed the porosity nature of the materials. HRTEM, X-ray photoelectron spectroscopy, and energy-dispersive X-ray investigations established the materials composition. The study found that NCs degraded the acid orange 8 (AO8) color more efficiently than bare ZnO.

The development of a heterojunction boosts the photocatalytic activities of solution combustion synthesis, which is a time-/energy-efficient process. Advanced analytical characterization techniques were used in this protocol to evaluate the materials&#39; characteristics, and nanocomposites demonstrated improved acid orange-8 dye degradation.

סינתזה ואפיון של c-הציר הגבוה ZnO Thin Film ידי פלזמה משופרת מערכת הפקדת כימית החמקן וUV גלאי אור יישומה

Summary

Explore More Videos

Chapters in this video