CHẾ TẠO LINH KIỆN NHẠY QUANG VÙNG BƯỚC SÓNG UV BẰNG PHƯƠNG PHÁP DUNG DỊCH DỰA TRÊN TIẾP XÚC DỊ THỂ P-N TỪ CÁC VẬT LIỆU TIO2, NIO VÀ CÁC-BON | Nam | TNU Journal of Science and Technology

CHẾ TẠO LINH KIỆN NHẠY QUANG VÙNG BƯỚC SÓNG UV BẰNG PHƯƠNG PHÁP DUNG DỊCH DỰA TRÊN TIẾP XÚC DỊ THỂ P-N TỪ CÁC VẬT LIỆU TIO2, NIO VÀ CÁC-BON

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 08/08/21                Ngày hoàn thiện: 27/08/21                Ngày đăng: 27/08/21

Các tác giả

1. Trần Phương Nam, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
2. Lê Tiến Hà, Trường Đại học Khoa học - ĐH Thái Nguyên
3. Nguyễn Duy Cường, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội
4. Dương Thanh Tùng Email to author, Trường Đại học Bách khoa Hà Nội

Tóm tắt


Trong nghiên cứu này, linh kiện nhạy quang vùng bước sóng UV nhờ vào hiệu ứng quang dẫn của một số chất bán dẫn vùng cấm rộng như titan đioxit (TiO2), niken oxit (NiO) được chế tạo bằng phương pháp quay phủ dung dịch. Từ đó, linh kiện được hoàn thành có cấu trúc từ dưới lên trên lần lượt là FTO/TiO2/NiO/Cac-bon. Nguồn sáng Led có bước sóng 365 nm đã được sử dụng trong phép đo độ nhạy và đặc tính Vôn-Ampe (I-V) của linh kiện. Các kết quả đo của linh kiện hoàn chỉnh như: độ nhạy (Responsivity) đạt đến R=17,5 (tại 0V) và R=250 (tại 0,5V); chỉ số phát hiện (Detectivity) cũng rất cao với D=1013 Jones; thời gian đáp ứng τr=0,35 s và thời gian suy giảm τf=0,3 s; điện áp hở mạch Voc=0,45 V. Khả năng hoạt động thực tế của linh kiện được kiểm chứng bằng cách mắc nối tiếp với một mô-tơ (1 V và 30 mA). Tất cả các kết quả đã thu được cho thấy linh kiện mà nhóm chế tạo có độ nhạy cao có khả năng hoạt động tự cấp nguồn và quan trọng nhất là có tính ứng dụng cao trong nhiều lĩnh vực đời sống.

Từ khóa


Quay phủ dung dịch; NiO bán dẫn loại p; TiO2 bán dẫn loại n; Chuyển tiếp dị thể; Linh kiện nhạy quang (UV) tự cấp nguồn

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo


[1] H. Chen, K. Liu, L. Hu, A. A. Al-Ghamdi, and X. Fang, “New concept ultraviolet photodetectors,” Mater. Today, vol. 18, pp. 493-502, 2015.

[2] M. Tanabe, “Evaluation of the nonlinearity of silicon photodiodes for ultraviolet light detection,” Optics & Laser Technology, vol. 138, 2021, Art. no. 106852.

[3] R. S. Popović, K. Solt, U. Falk, and Z. Stoessel, “A silicon ultraviolet detector,” Sensors and Actuators A: Physical, vol. 22, no. 1-3, pp. 553-558, 1990.

[4] Y. Zhu, K. Liu, Q. Ai, Q. Hou, X. Chen, Z. Zhang, X. Xie, B. Li, and D. Shen, “A high performance self-powered ultraviolet photodetector based on a p-GaN/n-ZnMgO heterojunction,” J. Mater. Chem. C, vol. 8, pp. 2719-2724, 2020.

[5] D. Jariwala, A. R. Davoyan, J. Wong, and H. A. Atwater, “Van der Waals materials for atomically-thin photovoltaics: promise and outlook,” ACS Photonics, vol. 4, pp. 2962-2970, 2017.

[6] X. Yu, T. J. Marks, and A. Facchetti, “Metal oxides for optoelectronic applications,” Nat. Mater., vol. 15, pp. 383-396, 2016.

[7] M. Patel, D. Ban, A. Ray, and J. Kim, “Transparent all-oxide photovoltaics and broadband high-speed energy- efficient optoelectronics,” Sol. Energy Mater. Sol. Cells, vol. 194, pp. 148-158, 2019.

[8] J. Hiscock and A. Collins, “Comparison of diamond and silicon ultraviolet photodetectors,” Diamond and Related Materials, vol. 8, no. 8-9, pp. 1753-1758, 1999.

[9] S. Rühle, A. Y. Anderson, H. N. Barad, B. Kupfer, Y. Bouhadana, E. Rosh-Hodesh, and A. Zaban, “All-oxide photovoltaics,” J. Phys. Chem. Lett., vol. 3, pp. 3755-3764, 2012.

[10] H. Krysova, M. Zlamalova, H. Tarabkova, J. Jirkovsky, O. Frank, M. Kohout, and L. Kavan, “Rutile TiO2 thin film electrodes with excellent blocking function and optical transparency,” Electrochim. Acta, vol. 321, 2019, Art. no. 134685.

[11] Y. Gao, J. Xu, S. Shi, H. Dong, Y. Cheng, C. Wei, X. Zhang, S. Yin, and L. Li, “TiO2 nanorod arrays based self-powered UV photodetector: heterojunction with NiO nanoflakes and enhanced UV photoresponse,” ACS Appl. Mater. Interfaces, vol. 10, pp. 11269-11279, 2018.

[12] T. Nguyen, M. Patel, S. Kim, R. Mir, J. Yi, V. Dao, J. Kim, "Transparent photovoltaic cells and self-powered photodetectors by TiO2/NiO heterojunction," Power Sources , no. 228865, pp. 481, 2021.

[13] M. Okuya, N. Prokudina, K. Mushika, and S. Kaneko, “TiO2 thin films synthesized by the spray pyrolysis deposition (SPD) technique,” Journal of the European Ceramic Society, vol. 19, no. 6-7, pp. 903-906, 1999.

[14] J. Desai, “Nickel oxide thin films by spray pyrolysis,” Journal of Materials Science: Materials in Electronics, vol. 27, pp. 12329-12334, 2016.

[15] S. Ito, P. Chen, P. Comte, M. Nazeeruddin, P. Liska, P. Pechy, and M. Gratzel, “ Fabrication of Screen-Printing Pastes From TiO2 Powders for Dye-Sensitised Solar Cells,” Prog. Photovolt: Res. Appl., vol. 15, pp. 603-612, 2007.

[16] T. Duong, P. Hoang, L. Nhan, L. Duong, M. Nam, and Q. Le, “Multistep spin–spray deposition of large-grain-size CH3NH3PbI3 with bilayer structure for conductive-carbon-based perovskite solar cells,” Current Applied Physics, vol. 19, no. 11, pp. 1266-1270, November 2019.

[17] T. Duong, T. Tran, and Q. Le, “CNC assisted spray deposition of large grain size CH3NH3PbI3 film for perovskite solar cells,” Journal of Materials Science: Materials in Electronics, vol. 30, pp. 11027-11033, 2019.

[18] D. T. Tung, N. Q. Hoan, T. T. Dat, and L. V. Nang, “A study on fabricating NiO nanorods by hydrothermal method and their electrochemical properties,” (In Vietnamese), Journal of Science and Technology - University of economics - Technology for Industries, vol. 18, pp. 15-19, 2019.

[19] H. S. Kim and C. K. Kim, “All-solution-processed quantum-dot light emitting diodes with nickel oxide nanoparticles as a hole injection layer,” Molecular Crystals And Liquid Crystals, vol. 678, no. 1, pp. 33-42, 2019.

[20] T. T. Duong, "Enhancement of solar cell efficiency using perovskite dyes deposited via a two-step process," Royal Society of Chemistry, no. 5, pp. 33515-33523, 2015.




DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.4870

Các bài báo tham chiếu

  • Hiện tại không có bài báo tham chiếu
Tạp chí Khoa học và Công nghệ - Đại học Thái Nguyên
Phòng 408, 409 - Tòa nhà Điều hành - Đại học Thái Nguyên
Phường Tân Thịnh - Thành phố Thái Nguyên
Điện thoại: 0208 3840 288 - E-mail: jst@tnu.edu.vn
Phát triển trên nền tảng Open Journal Systems
©2018 All Rights Reserved