Fabricação de Nano-engenharia transparentes Óxidos Realização por deposição por laser pulsado

Summary

Descreve-se o método experimental para depositar finas películas de óxidos nanoestruturados por nanossegundo deposição por laser pulsado (PLD), na presença de um gás de fundo. Ao usar esse método Al-dopados ZnO (AZO) filmes, de compacto para hierarquicamente estruturado como nano-árvores de florestas, pode ser depositado.

Abstract

Nanossegundo deposição por laser pulsado (PLD), na presença de um gás de fundo permite a deposição de óxidos de metal com sintonizável morfologia, estrutura, densidade e estequiometria de um controlo adequado das plasmáticas dinâmica de expansão da pluma. Tal versatilidade pode ser explorada para produzir filmes nanoestruturados de nanoporoso compacto e denso que caracterizado por um conjunto hierárquico de nano-agregados. Em particular, descrevemos a metodologia detalhada para fabricar dois tipos de Al-ZnO dopados (AZO) filmes como eléctrodos transparentes em dispositivos fotovoltaicos: 1) a baixa pressão _de O2, filmes compactos com uma condutividade eléctrica e fechar a transparência óptica do estado da arte óxidos condutores transparentes (TCO) podem ser depositados à temperatura ambiente, para ser compatível com materiais sensíveis ao calor, tais como os polímeros utilizados em células fotovoltaicas orgânicas (OPV), 2) de dispersão de luz altamente estruturas hierárquicas semelhante a uma floresta de nano-árvores são produced a pressões mais elevadas. Estas estruturas mostram factor de Haze elevada (> 80%) e pode ser explorada para aumentar a capacidade de captura de luz. O método aqui descrito para os filmes AZO pode ser aplicado a outros óxidos metálicos relevantes para aplicações tecnológicas, tais como o TiO _2, Al ₂ O _3, WO ₃ e ₄ Ag O _4.

Introduction

A deposição laser pulsada (PLD) emprega a ablação por laser de um alvo sólido que resulta na formação de um plasma de espécies extirpadas que podem ser depositados sobre um substrato de um filme para crescer (ver Figura ¹⁾ 1. A interacção com a atmosfera do fundo (inerte ou reactivo) podem ser utilizados para induzir a nucleação homogénea aglomerado na fase de gás (veja a Figura 2) ^2,3. A nossa estratégia para a síntese de material por PLD é baseada na afinação das propriedades dos materiais em uma abordagem de baixo para cima através do controlo rigoroso da dinâmica do plasma gerado no processo de PLD. Tamanho ....

Protocol

1. Preparação do Substrato

1. Corte de 1 cm x 1 substratos de silício de um centímetro lâmina de silício, silício é bom para a caracterização SEM (vista de avião e seção transversal).
2. Cortar vidro de 1 cm x 1 cm (de soda-cal, 1 mm de espessura), o vidro é ideal para a caracterização óptica e eléctrica.
3. Se os contactos são necessárias em substratos de vidro, os contactos Au pode ser evaporado em vácuo, usando uma máscara. Depósito de 10 nm de Cr como uma camada intermediária para melhorar a adesão de Au, depósito 50 nm de Au.
4. Cortada 1 cm x 1 cm de amostra de polímero (por exemplo, etileno tetrafluoroetileno, ETFE).
....

Results

A deposição de AZO pelo PLD em atmosfera de oxigênio produz compactos filmes transparentes condutores com baixa pressão de gás de fundo (ou seja, 2 Pa) e mesoporosos floresta-como estruturas constituídas por conjuntos montados hierarquicamente a altas pressões (ou seja, 160 Pa). O material é constituído por domínios nanocristalinos, cujo tamanho é máxima (30 nm) a 2 Pa ^22.

Devido a colisões entre as espécies extirpadas e os gases de fundo, a forma eo comprimento .......

Discussion

A forma pluma plasma está intimamente relacionado com o processo de ablação, em especial na presença de um gás; monitorização da pluma plasma por inspecção visual é importante para controlar a deposição. Ao depositar um óxido de metal por ablação de um alvo de óxido, o oxigênio é necessário para suportar as perdas de oxigênio durante o processo de ablação. Com menor pressão de gás de oxigénio de fundo, o material depositado pode ter vagas de oxigénio. Este efeito é reduzido através do aumento da pressão do gás. Para sep.......

Materials

List of materials used in this article

Name	Company	Catalog Number	Comments
Nome do reagente / Material	Companhia	Número de catálogo
Laser pulsado	Continuum-Quantronix	Powerlite 8010
Medidor de energia	Coerente	FieldMaxII-TO
Ion Gun	Dep. Mantis	RFMax60
Controlador de fluxo de massa	Mks	2179 °
Microbalança de Cristal de Quartzo	Infcon	XTC / 2
Gás de fundo	Rivoira-Praxair	5,0 oxigênio
Alvo	Kurt Lesker	(Feito a pedido)
Isopropanol	Sigma Aldrich	190764-2L
Fonte metros	Keithley	K2400
Ímã Kit	Ecopia	0.55T-Kit
Espectrofotômetro	PerkinElmer	Lambda 1050