CVD příprava Bi13S18I2 pro fotoelektrochemické detektory

Ternární sloučeniny bismutu jsou zajímavé, protože lze dobře ladit jejich elektrické a optické vlastnosti a mají nízkou toxicitu. Pomocí zajímavé modifikace CVD byly připraveny tenké vrstvy sloučeniny Bi13S18I2.

Chemická depozice z plynné fáze, CVD, patří mezi metody přípravy tenkých filmů, plynné prekurzory jsou vedeny přes žhavený substrát, kde dochází k jejich rozkladu. Existuje mnoho modifikací této metody, mezi zajímavé patří využití zmlžovače pro zplynění prekurzorů pro CVD (Mist Chemical Vapor Deposition). Výhodou této metody je možnost využití i pro prekurzory, které nejsou dostatečně těkavé, stačí aby byly rozpustné ve vhodném rozpouštědle.

Ternární sloučenina – chemická sloučenina tvořená třemi prvky.
CVD (Chemical Vapor Deposition) – metoda pro přípravu tenkých filmů pomocí rozkladu (tepelného, plasmatem, fotochemicky, …) prekurzoru v blízkosti povrchu vhodného substrátu.
ITO (Indium-Tin Oxide) – oxid indito-cíničito, velice zajímavý materiál, elektricky vodivý a zároveň průhledný. Tloušťkou vrstvy lze řídit poměr vodivosti a průhlednosti. Tenké vrstvy jsou velmi dobře průhledné, ale mají vyšší elektrický odpor, se zvětšováním tloušťky dochází ke snižování průhlednosti, zároveň se ale snižuje elektrický odpor.

V publikovaném článku byly jako prekurzor využity roztoky jodidu bismutitého (BiI3) a thiomočoviny v dimethylformamidu (DMF). Thiomočovina sloužila jako zdroj síry.

Strukturní vzorec thiomočoviny a dimethylformamidu

Prekurzory byly rozpuštěny v DMF a roztoky byly převedeny do zmlžovačů a pomocí plynného dusíku (nosného plynu) byly zmlženy, smíseny a přivedeny na žhavený substrát. Substrát byl tvořen oxidem indito-cíničitým (ITO, Indium-Tin Oxide) jehož teplota byla v rozmezí 300-400 °C, depozice probíhala po dobu 15 minut.

Připravené vrstvy byly charakterizovány pomocí SEM, PXRD a Ramanovy spektroskopie, chemické složení připraveného filmu odpovídá ternární sloučenině Bi13S18I2. Tento materiál se ukazuje jako perspektivní a stabilní fotodetektor (mění světlo na elektrický signál). Zároveň se povedlo prokázat užitečnost mist CVD, tzv. CVD metody využívající zmlžovač jako zdroj prekurzoru.

Odkazy

Napsat komentář

Web používá Akismet ke snížení množství spamu. Zjistěte, jak jsou zpracovávány údaje z komentářů.