Pārejas metālu halkogenīdus saturošu kodola-apvalka nanovadu sintēze un īpašības
Doktorantūras skolas “Funkcionālie materiāli un nanotehnoloģijas” zinātniskajā seminārā uzstājās Edgars Butanovs no Latvijas Universitātes Cietvielu fizikas institūta.
Disertācija ir veltīta dažādu pārejas metālu halkogenīdu saturošu nanovadu (NW) kodola-apvalka heterostruktūru izstrādei un to raksturošanai. Tika demonstrētas jaunas kristālisku kodola-apvalka NW sintēzes metodes, tika raksturota nanomateriālu struktūra, sastāvs, morfoloģija un fotoelektriskās īpašības. Darbā tika sintezēti ZnO-WS2, ZnO-MoS2, GaN-ReS2, ZnS-ReS2 un ZnO-ReS2 kodola-apvalka, kā arī PbI2-dekorēti ZnO NW. Pasivējot ZnO NW virsmu ar plānu PbI2 vai WS2 pārklājumu, šādi hibrīdi fotodetektori uzrādīja samazinātu tumsas strāvu un fotoreakcijas laiku salīdzinājumā ar tīriem ZnO NW. Izstrādātās sintēzes metodes neaprobežojas tikai ar pētītajām heterostruktūrām un var tikt piemērotas arī citiem materiāliem.
Tēzes:
- Dažu slāņu WS2 var epitaksiāli audzēt uz ZnO nanovadiem 800°C temperatūrā, sulfurējot WO3 pārklājumu, kas iepriekš uzklāts ar reaktīvu magnetrona izputināšanu. WS2 apvalks uzlabo ZnO nanovadu fotojutību īsajā viļņa garumu diapazonā (spektrālā jutība palielinās no 1,5 A/W līdz 7,0 A/W pie 405 nm, tumsas strāvai nemainoties) un paplašina spektrālo diapazonu līdz sarkanajai spektra daļai. ZnO nanovadu virsmas pasivācija ar dažu slāņu WS2 par gandrīz par divām kārtām uzlabo fotoreakcijas laiku no dažām sekundēm līdz desmitiem milisekunžu.
- Dažu slāņu PbI2 tika sintezēts, izmantojot jaunu metodi – PbOx pārklājuma, kas iepriekš uzklāts ar reaktīvu magnetrona izputināšanu, jodēšanu 420°C temperatūrā. ZnO nanovadu virsmas modifikācija ar dažu slāņu PbI2 izraisa ievērojamu tumsas strāvas samazināšanos (no dažiem nanoampēriem līdz desmitiem pikoampēru), samazinoties arī spektrālajai jutībai no 1,5 A/W līdz 0,6 A/W pie 405 nm. ZnO nanovadu virsmas pasivācija ar dažu slāņu PbI2 par vairāk kā kārtu uzlabo fotoreakcijas laiku no dažām sekundēm līdz desmitiem milisekunžu.
- Amonija heptamolibdāta tetrahidrāta pārklājuma, kas iepriekš uzklāts uz ZnO nanovadiem ar iemērkšanu šķīdumā, sadalīšana un sulfurēšana 700°C temperatūrā ir perspektīva metode ZnO-MoS2 kodola-apvalka nanovadu sintēzei. Ar molibdēna prekursora uzklāšanu no šķīduma var iegūt ievērojami plānāku un vienmērīgāku dažu slāņu MoS2 apvalku, salīdzinot ar magnetronu uzputināta MoO3 pārklājuma pārveidošanu.