Wyniki 1-5 spośród 5 dla zapytania: authorDesc:"Agata Obstarczyk"

Wpływ wysokotemperaturowego wygrzewania na właściwości cienkich warstw TiO2 wytworzonych metodą rozpylania magnetronowego DOI:10.15199/13.2018.7.3


  Powłoki cienkowarstwowe od wielu lat są powszechnie stosowane w różnych dziedzinach nauki i przemysłu. Dużym zainteresowaniem cieszą się zwłaszcza warstwy na bazie tlenków metali takich jak np. dwutlenek tytanu (TiO2), ponieważ znajdują one zastosowanie m.in. w konstrukcji przezroczystych powłok optycznych o właściwościach fotokatalitycznych [1-3]. W zależności od właściwości optycznych powłoki te mogą pełnić różne funkcje. Aczkolwiek należy podkreślić, że obecnie najbardziej pożądane są cienkowarstwowe materiały wielofunkcyjne [4, 5]. Ostatnio coraz bardziej pożądane są dobre właściwości mechaniczne przezroczystych powłok optycznych z uwagi na obszar ich zastosowania, jakim są m.in.: panele dotykowe urządzeń elektronicznych, soczewki optyczne, a także panele szklane. W szczególności, zwłaszcza twardość oraz odporność na ścieranie są parametrami, które zaczynają decydować o możliwości zastosowania danego materiału cienkowarstwowego. W przypadku cienkich warstw, a zwłaszcza powłok optycznych jest to dość słabo poznana właściwość [6]. O ile w literaturze przedmiotu można znaleźć wiele doniesień na temat materiałów twardych i tzw. supertwardych [7], to jednak w zdecydowanej większości dotyczą one tylko tych, które są stosowane jako powłoki przeciwzużyciowe na różnego rodzaju narzędzia. Warstwy te są jednak nieprzezroczyste lub słabo przezroczyste w zakresie światła widzialnego dla oka ludzkiego. W przypadku powłok optycznych jednym z najczęściej stosowanych materiałów jest dwutlenek tytanu. Materiał ten posiada szereg zalet takich jak np. duża przezroczystość, duża odporność termiczna, chemiczna i mechaniczna, czy też aktywność fotokatalityczna. TiO2 charakteryzuje się także dużym współczynnikiem załamania światła (n = 2,2÷2,6), co jest szczególnie istotne w przypadku projektowania wielowarstwowych powłok optycznych. Twardość typowych warstw na bazie TiO2 zawiera się w przedziale od 3 do około 12 GPa [8, 9]. Tak duża rozpięto[...]

Analiza właściwości optycznych krzemu teksturyzowanego DOI:10.15199/13.2018.7.5


  Teksturyzacja jest procesem, który polega na modyfikacji powierzchni danego materiału (np. krzemu), przez wytworzenie na niej struktur, mających na celu zmianę określonych właściwości np. optycznych. W fotowoltaice teksturyzację stosuje się w celu obniżenia współczynnika odbicia światła od struktury z której wykonane jest ogniwo. Pozwala to na zwiększenie absorpcji promieni słonecznych, a tym samym poprawę jego sprawności. Istnieje wiele metod teksturyzacji dzięki której udaje się obniżyć współczynnik odbicia światła od struktury w większym lub mniejszym stopni. Jedną z najbardziej efektywnych metod teksturyzacji jest metoda chemiczna, którą można podzielić na zasadową i kwasową [1]. Monokrystaliczny krzem, z którego wytworzone są płytki głównie o orientacji krystalograficznej (100) najczęściej teksturyzowany jest metodą trawienia anizotropowego w alkalicznych roztworach wodorotlenku potasu (KOH) i wodorotlenku sodu (NaOH) [1, 2]. W takich zasadowych roztworach trawienie płaszczyzny (100) przebiega szybciej, niż płaszczyzny (111) w której ułożenie atomów jest znacznie gęstsze [1, 3]. Z tego względu na powierzchni powstają losowo rozmieszczone piramidalne struktury zorientowane pod kątem 54,75o [1-5]. W ten sposób następuje teksturyzacja powierzchni, dzięki której zachodzi pułapkowanie padających na strukturę fotonów. Inaczej dzieje się w wypadku krzemu multikrystalicznego, gdzie z powodu niejednorodnej płaszczyzny trawienie w roztworze KOH dla każdego z ziaren przebiega w innym tempie, co prowadzi do powstawania uskoków na granicach ziaren i niejednorodnego kształtu między poszczególnymi ziarnami [2]. Stosuje się wówczas trawienie w roztworach kwasowych, najczęściej fosforowodorowym (HF). W tej metodzie proces przebiega izotropowo, co [...]

WPŁYW STRUKTURY NA WŁAŚCIWOŚCI ELEKTRYCZNE ORAZ OPTYCZNE CIENKICH WARSTW NA BAZIE TLENKÓW TYTANU I MIEDZI DOI:10.15199/13.2019.7.2


  Tlenki miedzi należą do półprzewodników, które są atrakcyjne do zastosowania w elektronice ze względu na doskonałe właściwości optyczne i elektryczne, nietoksyczny charakter, a także duże zasoby oraz łatwość produkcji przez utlenianie Cu [1, 2]. Miedź tworzy dwa dobrze znane tlenki: tlenek miedzi (II) CuO - tenoryt oraz tlenek miedzi (I) Cu2O - kupryt. Obydwa tlenki miedzi są półprzewodnikami typu p o przerwie energetycznej w zakresie 1,21 ÷ 1,51 eV oraz 2,10 ÷ 2,60 eV odpowiednio dla CuO oraz Cu2O. Tlenek miedzi (II) występuje w strukturze jednoskośnej, z kolei Cu2O występuje w fazie kubicznej [3, 4]. Ponadto CuO jest termicznie bardziej stabilny w porównaniu z Cu2O [3]. Tlenek miedzi (I) pod wpływem wygrzewania przechodzi w CuO, a konsekwencją tego procesu jest wzrost rezystywności związku. CuO jest stosowany przede wszystkim jako materiał w czujnikach gazów oraz na ogniwa fotowoltaiczne [5-7]. Z kolei Cu2O jest bardzo obiecującym materiałem do zastosowań w ogniwach słonecznych jako materiał do konwersji energii fotowoltaicznej, jako przezroczysty tlenek przewodzący TCO (ang. Transparent Conductive Oxides), a także jako materiał w pamięciach z efektem przełączania rezystancyjnego [8,9]. Wiele rodzajów materiałów o różnych właściwościach zostało opracowanych, do zastosowania w czujnikach bezpieczeństwa. Poziom zanieczyszczenia powietrza substancjami niebezpiecznymi można określić, stosując między innymi heterostruktury typu p-n. Działanie heterozłącza typu p-n opiera się na rekombinacji dziura-elektron, wskutek czego tworzy się warstwa zub[...]

NANOPROSZKI NA BAZIE TiO2 DO WYTWARZANIA POWŁOK SAMOCZYSZCZĄCYCH DOI:10.15199/13.2019.7.7


  W dzisiejszych czasach rośnie znaczenie wielofunkcyjnych cienkich warstw na bazie tlenków metali. Przykładem takich związków jest dwutlenek tytanu (TiO2), który jest uznanym materiałem do wytwarzania powłok samoczyszczących [1÷3]. Zainteresowanie dwutlenkiem tytanu spowodowane jest jego licznymi zaletami takim jak nietoksyczność, wysoka stabilność termiczna, chemiczna oraz mechaniczna, czy absorpcja w zakresie ultrafioletu. W porównaniu z materiałem objętościowym nanocząsteczkowy TiO2 wykazuje większą aktywność fotokatalityczną, posiada także bardziej rozbudowaną powierzchnię właściwą, co powoduje polepszenie właściwości samoczyszczących [1, 3]. Dodatkowo twardość nanomateriału jest około dwukrotnie większa od twardości materiału objętościowego, dlatego cienkie warstwy TiO2 stosuje się m.in. jako powłoki ochronne w panelach słonecznych, czy ekranach dotykowych urządzeń elektronicznych [1]. Zjawisko samooczyszczenia jest możliwe dzięki procesowi fotokatalizy. Kiedy na tlenek pada promieniowanie o energii dopasowanej do jego przerwy wzbronionej oraz następuje jego absorpcja, elektron z pasma walencyjnego zostaje przeniesiony do pasma przewodnictwa i wygenerowana zostaje para elektron/dziura (e-/h+). W przypadku TiO2 dopasowane do przerwy energetycznej promieniowanie leży w zakresie ultrafioletu. Zaadsorbowane na powierzchni cząsteczki tlenu reagują z elektronem z pasma przewodnictwa, w wyniku czego powstają reaktywne anionorodniki nadtlenkowe, natomiast zaadsorbowana na powierzchni woda reaguje z dziurami elektronowymi, dając reaktywne rodniki hydroksylowe. Wygenerowane na powierzchni materiału reaktywne rodniki powodują degradację organicznych zanieczyszczeń z wytworzeniem takich nieszkodliwych związków jak dwutlenek węgla (CO2) czy woda (H2O) [3, 4]. Jak wynika z danych literaturowych powszechnie uznanym sposobem wytwarzania nanocząstek dwutlenku tytanu jest metoda zol-żel. [...]

BADANIE WŁAŚCIWOŚCI CIENKICH WARSTW TLENKÓW CYNKU OTRZYMYWANYCH METODĄ REAKTYWNEGO IMPULSOWEGO ROZPYLANIA MAGNETRONOWEGO DOI:10.15199/13.2019.7.3


  Tlenek cynku oraz materiały na jego bazie znajdują szerokie zastosowanie w mikroelektronice. Cienkie warstwy tego związku należą do grupy tzw. przeźroczystych warstw przewodzących TCO (Transparent Conductive Oxide). Tlenek cynku ZnO jest szerokopasmowym półprzewodnikiem grupy półprzewodników II-VI. Warstwy tego związku wyróżnia dobra przezroczystość, wysoka ruchliwość elektronów, szerokie pasmo wzbronione oraz właściwości luminescencyjne (w temperaturach pokojowych). Materiał ten znajduje zastosowanie w płaskich wyświetlaczach, ogniwach słonecznych, w technice światłowodowej oraz różnych urządzeniach optoelektronicznych [1÷7]. W artykule przedstawiono proces nanoszenia oraz wyniki badań cienkich warstw tlenku cynku otrzymanych metodą reaktywnego, impulsowego rozpylania magnetronowego za pomocą magnetronu kołowego WMK-100. Urządzenie to oferuje możliwość prowadzenia procesów z bardzo dużą mocą wydzielaną w rozpylanym materiale, co przekłada się na wydajność procesów osadzania cienkich warstw. CZĘŚĆ EKSPERYMENTALNA Procesy prowadzano w stanowisku próżniowym typu NP-500 wyposażonym w układ pompowy (pompa dyfuzyjna 2000 l/s + pompa rotacyjna 30 m3/h). Ciśnienie końcowe w komorze roboczej wynosiło ~2∙10-5 Torr. W podstawie komory próżniowej stanowiska zamocowano wyrzutnię magnetronową kołową WMK-100 przystosowaną do rozpylania targetów o średnicy ø100 mm. Wyrzutnię magnetronową zasilano jednostką DPS (Dora Power System) MSS-10 kW [8]. Zależność między mocą krążącą (stan powierzchni targetu) i efektywną (proporcjonalna do szybkości nanoszenia warstw) zasilacza PE/PC mierzoną podczas rozpylania w atmosferze argonu pozwala na "kalibrowanie" przyszłego procesu reaktywnego rozpylania i umożliwia skalowanie procesów rozpylania w mieszaninie tlenu i argonu. Badano charakterystyki elektryczne procesu rozpylania targetów Zn (99.999%) o grubościach dTZn = 9 mm. Gazy robocze (argon i tlen) były wprowadzane do komory próżniowe[...]

 Strona 1