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

Leave a Reply

Tato stránka používá Akismet k omezení spamu. Podívejte se, jak vaše data z komentářů zpracováváme..