NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ ÔXY LÊN CÁC ĐẶC TÍNH CẤU TRÚC, ĐIỆN VÀ QUANG CỦA MÀNG MỎNG NiO | Tùng | TNU Journal of Science and Technology

NGHIÊN CỨU SỰ ẢNH HƯỞNG CỦA TỶ LỆ ÔXY LÊN CÁC ĐẶC TÍNH CẤU TRÚC, ĐIỆN VÀ QUANG CỦA MÀNG MỎNG NiO

Thông tin bài báo

Ngày nhận bài: 15/05/23                Ngày hoàn thiện: 03/07/23                Ngày đăng: 03/07/23

Các tác giả

1. Phạm Việt Tùng, Đại học Bách khoa Hà Nội
2. Nguyễn Đăng Tuyên, Đại học Bách khoa Hà Nội
3. Đoàn Quảng Trị, Đại học Bách khoa Hà Nội
4. Dương Thanh Tùng, Đại học Bách khoa Hà Nội
5. Nguyễn Duy Cường Email to author, Đại học Bách khoa Hà Nội

Tóm tắt


Màng mỏng bán dẫn ôxít niken có tiềm năng ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau đặc biệt là trong các tế bào quang điện. Trong nghiên cứu này, màng mỏng ôxít niken được lắng đọng trên đế thủy tinh bằng phương pháp phún xạ xoay chiều ở 100 °C với các tỷ lệ ôxy đầu vào khác nhau. Khi tỷ lệ phần trăm ôxy (O2/(Ar+O2) x 100%) được thay đổi từ 30% đến 70% thì các đặc tính cấu trúc, quang và điện biến đổi mạnh. Khi tăng nồng độ ôxy, độ kết tinh giảm dần và chuyển sang trạng thái gần như vô định hình ở nồng độ ôxy 70%; kích thước các hạt tinh thể giảm dần. Tất cả các màng NiO được lắng đọng trong khoảng 30-70% ôxy đều có đặc tính bán dẫn loại p. Độ linh động hạt tải của các màng NiO khá cao, nằm trong khoảng 5,384 x 1019 - 4,339 x 1021 cm-3, phù hợp cho ứng dụng làm lớp vận chuyển lỗ trống. Các kết quả này cho thấy màng mỏng NiO có tiềm năng ứng dụng cho các thiết bị quang điện, đặc biệt là pin mặt trời màng mỏng thế hệ mới.

Từ khóa


Màng mỏng NiO; Phún xạ; Bán dẫn loại p; Nồng độ hạt tải; Tỷ lệ ôxy

Toàn văn:

PDF

Tài liệu tham khảo


[1] H. Sato, T. Minami, S. Takata and T. Yamada, “Transparent conducting p-type NiO thin films prepared by magnetron sputtering,” Thin Solid Films, vol.236, pp. 27-31, 1993.

[2] E. A. Gibson, A. L. Smeigh, L. L. Pleux, J. Fortage, G. Boschloo, E. Blart, Y. Pellegrin, F. Odobel, A. Hagfeldt, and L. Hammarstrom, “A p-Type NiO-Based Dye-Sensitized Solar Cell with an Open-Circuit Voltage of 0.35 V,” Angew. Chem., vol. 121, pp. 4466 – 4469, 2009.

[3] B. Zhang, J. Su, X. Guo, L. Zhou, Z. Lin, L. Feng, J. Zhang, J. Chang, and Y. Hao, “NiO/Perovskite Heterojunction Contact Engineering for Highly Efficient and Stable Perovskite Solar Cells,” Adv.Sci., vol. 7, pp. 1903044, 2020.

[4] Y. Zhou, W. Peng, G. Xiang, Y. Liu, J. Zhang, J. Zhang, Rong Li, X. Zhu, H. Wang, and Y. Zhao, “All-inorganic green light-emitting diode based on p-NiO/CsPbBr3/n-GaN heterojunction structure,” Journal of Luminescence, vol. 258, pp. 119826, 2023.

[5] J. D. Hwang and Y. J. Chiou, “Thermal treatment for enhancing performance of NiO/Ag/NiO transparent conducting electrode fabricated via magnetron radio-frequency sputtering,” Journal of Alloys and Compounds, vol. 883, pp. 160892, 2021.

[6] T. P. Mokoena, H. C. Swart, K. T. Hillie, Z. P. Tshabalala, M. Jozela, J. Tshilongo, and D. E. Motaung, “Enhanced propanol gas sensing performance of p-type NiO gas sensor induced by exceptionally large surface area and crystallinity,” Applied Surface Science, vol. 571, 2022, Art. no. 151121.

[7] T. R. Silva, V. D. Silva, L. S. Ferreira, A. J. M. Araujo, M. A. Morales, T. A. Simoes, C. A. Paskocimas, and D. A. Macedo, “Role of oxygen vacancies on the energy storage performance of battery-type NiO electrodes,” Ceramics International, vol. 46, pp. 9233–9239, 2020.

[8] J. Chen, M. Wang, J. Han, and R. Guo, “TiO2 nanosheet/NiO nanorod hierarchical nanostructures: p–n heterojunctions towards efficient photocatalysis,” Journal of Colloid and Interface Science, vol. 562, pp. 313–321, 2020.

[9] M. Usman, M. Adnan, S. Ali, S. Javed, and M. A. Akram, “Preparation and Characterization of PANI@NiO Visible Light Photocatalyst for Wastewater Treatment,” ChemistrySelect, vol. 5, pp. 12618-12623, 2020.

[10] S. D. Singh, A. Das, R. S. Ajimsha, M. N. Singh, A. Upadhyay, R. Kamparath, C. Mukherjee, P. Misra, S. K. Rai, A. K. Sinha, and T. Ganguli, “Studies on structural and optical properties of pulsed laser deposited NiO thin films under varying deposition parameters,” Materials Science in Semiconductor Processing, vol. 66, pp. 186–190, 2017.

[11] C. W. Lin, W. C. Chung, Z. D. Zhang, and M. C. Hsu, “P-channel transparent thin-film transistor using physical-vapor-deposited NiO layer,” Japanese Journal of Applied Physics, vol. 57, pp. 01AE01, 2018.

[12] M. Terlemezoglu, O. Surucu, M. Isik, N. M. Gasanly, and M. Parlak, “Temperature‑dependent optical characteristics of sputtered NiO thin films,” Appl. Phys. A, vol.128, 2022, doi: 10.1007/s00339-021-05197-y.

[13] I. L. P. Raj, S. Valanarasub, S. Vinoth, N. Chidhambaram, R. S. R. Isaac, M. Ubaidullah, S. Shaikh, and B. Pandit, “Highly sensitive ultraviolet photodetectors fabricated from rare earth metal ions doped NiO thin films via nebulizer spray pyrolysis method,” Sensors and Actuators: A. Physical, vol. 333, 2022, Art. no.113242.

[14] S. K. Kim, H. J. Seok, D. H. Kim, D. H. Choi, S. J. Nam, S. C. Kim, and H. K. Kim “Comparison of NiOx thin film deposited by spin-coating or thermal evaporation for application as a hole transport layer of perovskite solar cells,” RSC Adv., vol. 10, pp. 43847-43852, 2020.

[15] R. Molaei, R. Bayati, and J. Narayan, “Crystallographic Characteristics and p‑Type to n‑Type Transition in Epitaxial NiO Thin Film,” Cryst. Growth Des., vol. 13, pp. 5459−5465, 2013.

[16] J. B. Choi, J. H. Kim, K. A. Jeon, and S. Y. Lee, “Properties of ITO films on glass fabricated by pulsed laser deposition,” Materials Science and Engineering: B, vol. 102, pp. 376-379, 2003.

[17] M. Shi, T. Qiu, B. Tang, G. Zhang, R. Yao, W. Xu, J. Chen, X. Fu, H. Ning, and J. Peng, “Temperature-Controlled Crystal Size of Wide Band Gap Nickel Oxide and Its Application in Electrochromism,” Micromachines, vol. 12, Art. no. 80, pp. 1-11, 2021.




DOI: https://doi.org/10.34238/tnu-jst.7940

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