Журнал нано- та електронної фізики (Journal of nano- and electronic physics)
Permanent URI for this collectionhttps://devessuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/197
Browse
31 results
Search Results
Item Hopping Conductivity Mechanism in Cd3As2 Films Prepared by Magnetron Sputtering(Sumy State University, 2020) Zakhvalinskii, V.S.; Pilyuk, E.A.; Nikulicheva, T.B.; Ivanchikhin, S.V.; Yaprintsev, M.N.; Goncharov, I.Yu.; Kolesnikov, D.A.; Morocho, A.A.; Glukhov, О.V.Плівки арсеніду кадмію на підкладках окисленого кремнію отримані ВЧ-магнетронним розпиленням. Досліджено структуру та морфологію поверхні методами АСМ та раманівської спектроскопії. На спектрі КРС присутні характерні для плівок Cd3As2 піки при 194, 249 і 303 см – 1. Рухливість носіїв в зразках склала 0,15-1,7·103 см2В – 1с – 1 при концентрації 0,7-4,4·1019 см – 3. Встановлено, що для зразка №1 в інтервалі температур T = 10 ÷ 15 K реалізується механізм електропровідності за законом Мотта. Це можна пояснити тим, що мікроскопічне розупорядкування стає важливим для локалізації електронів в цьому температурному регіоні. Цьому сприяє зниження температури або зростання ступеня безладу. В цьому випадку стрибок стає можливим тільки всередині енергетичної смуги Мотта поблизу рівня Фермі. Перенесення заряду в зразку №2 при T = 220 ÷ 300 K здійснюється шляхом стрибкової провідності електронів зі змінною довжиною стрибка по локалізованим станам, що лежать у вузькій смузі енергій поблизу рівня Фермі. Ці стани можуть створюватися міжзеренними межами і дислокаціями. Співвідношення між значеннями кулонівської щілини Δ і шириною зони локалізованих станів W узгоджуються з відповідним механізмом провідності.Item Room Temperature Synthesized TiO2/Bi2Se3 Bilayer Thin Film by Simple Chemical Route: Study the Effect of Deposition Time of Bismuth Selenide on Physical Properties of Film(Sumy State University, 2020) Baviskar, Vijay; Nerkar, Dattatray M.; Baviskar, Prashant; Salunkhe, Dipak; Gosavi, S.R.; Patil, R.S.Simple chemical route namely Chemical Bath Deposition (CBD) has been successfully employed for deposition of Bismuth Selenide (Bi2Se3) nanoparticles on porous TiO2 at room temperature. The effect of deposition time of Bi2Se3 on structural, surface morphological and optical properties of TiO2/Bi2Se3 bilayer film has been systematically investigated. X-ray diffraction and energy dispersive X-ray spectra analysis was confirmed the Bi2Se3 nanoparticles are of effectively deposited on anatase TiO2 film. Field Emission Scanning Electron Microscopy (FESEM) images shows the TiO2 film uniformly covers by Bi2Se3 nanoparticles. Optical absorption spectrum is reflecting the considerable enhancement in absorption of visible light with increasing deposition time of Bi2Se3 on TiO2 thin film.Item Investigation of Supercapacitive Behaviour of Electrodeposited Cobalt Oxide Thin Film by Potentiostatic Mode(Sumy State University, 2020) Gavande, S.S.; Navale, Y.H.; Salunkhe, A.S.; Gavande, Shivani; Kulkarni, P.S.; Karche, B.R.Cobalt oxide films were prepared potentiostatically on stainless steel substrates. The as-deposited Co3O4 films were annealed at 400 °C, 500 °C, 600 °C and were analyzed. The structural analysis of films was carried out by X-ray diffraction technique and wettability parameters by Contact angle measurements at different annealed temperatures. The electrochemical supercapacitive behaviour of Cobalt oxide thin film was studied through Electrochemical properties using cyclic voltammetry and galvanostatic charge-discharge analysis which were carried out in 1 M aqueous KOH, 1 M aqueous NaOH and 1 M aqueous Na2SO4 electrolytes at a scan rate of 5 mV∙s – 1 with a three-electrode cell at different annealed temperatures. The film exhibited maximum specific capacitance of 284.4 Fg – 1 at a scan rate of 5 mV∙s – 1, specific energy 4.325 Whkg – 1, specific power 3 kWkg – 1 and coulomb efficiency 53.75 % in 1 M Na2SO4 electrolyte at optimized annealed temperature of 500 °C. In 1 M KOH electrolyte specific capacitance of Cobalt oxide electrode was 182.03 Fg – 1 at a scan rate 5 mV∙s – 1, specific energy 3.570 Whkg – 1, specific power 2.00 kWkg – 1 annealed at 500 °C. In 1 M NaOH electrolyte, annealed at 500 °C, the specific capacitance of Cobalt oxide electrode was 176.33 Fg – 1 at a scan rate 5 mVs – 1, specific energy 4.37 Whkg – 1, specific power 2.33 kWkg – 1.Item Optical Properties of CdMnTe Film: Experimental and Theoretical Aspects(Sumy State University, 2020) Ilchuk, H.; Zmiiovska, E.; Petrus, R.; Semkiv, I.; Lopatynskyi, I.; Kashuba, A.Тонкі плівки CdTe є представниками кристалічної групи AIIBVI і демонструють поведінку напівпровідників. Вони є важливим напрямком досліджень через широке застосування в різних галузях оптоелектронних пристроїв. Краща можливість керувати в широкому енергетичному діапазоні, наприклад, шириною забороненої зони Eg для практичних застосувань існує при зміні вмісту CdTe-MnTe (від Eg = 1.46 еВ для CdTe до Eg = 3.1 еВ для MnTe). Названі сполуки можуть розглядатися як особливий клас бінарних напівпровідних сполук, що мають перспективні оптичні параметри. Плівки Cd1 – xMnxTe було отримано методом квазізамкненого об’єму. Осадження плівок проводилось з полікристалічного порошку Cd0.88Mn0.12Te на підкладку слюди. З аналізу дифрактограми для Cd1 – xMnxTe встановлено, що плівка є однофазною. Фаза – сполука CdTe (структурний тип – ZnS, просторова група – F43m). Детальний аналіз положення експериментальних рефлексів та їхніх інтенсивностей у порівнянні із теоретичними засвідчив дуже сильну переважну орієнтацію зерен фази Cd1 – xMnxTe у синтезованій плівці (текстуру). Спостерігаються рефлекси від площин з індексами Міллера hkl (xyz). Включення манганової компоненти є причиною збільшення параметрів гратки (порівняно з вихідним з'єднанням CdTe/слюда). З аналізу EDS було встановлено, що композиційний склад плівки становить Cd0.96Mn0.04Te. Уточнений параметр елементарної комірки a = 0.6485(3) нм і V = 0.2727(3) нм3. Наводяться результати дослідження спектрів пропускання та відбиття структури Cd0.96Mn0.04Te/слюда. Спектри пропускання та відбиття плівки демонструють періодичні коливання, які викликані особливістю підкладки. Спектральна залежність оптичного поглинання плівок Cd0.96Mn0.04Te у координатах (αhv) 2 – hv демонструє наявність основної грані поглинання. Найменше значення ширини забороненої зони для плівки Cd0.96Mn0.04Te становить 1,465 еВ і характеризується прямим міжзонним оптичним переходом. В рамках методу псевдопотенціалу теоретично вивчається динаміка зміни параметрів електронної підсистеми Cd1 – xMnxTe. З використанням співвідношень Крамерса-Кроніга отримані діелектрична проникність, спектр відбиття та спектральна залежність показника заломлення. Теоретичні та експериментальні результати задовільно корелюють між собою.Item Effects of Copper Doping and Annealing Temperature on the Structural, Morphological and Optical Properties of NiO Thin Films(Sumy State University, 2019) Haichour, A.; Hamdadou, N.Метою даної роботи є вивчення впливу легування міддю та температури відпалу на структурні, морфологічні та оптичні властивості тонких плівок оксиду нікелю (NiO). Тонкі плівки NiO, леговані Cu, були нанесені на скляні підкладки при температурі 350 °С методом спрей-піролізу. Гексагідрат хлориду нікелю NiCl2·6H2O, деіонізована вода та мідь використовувались відповідно як прекурсор, розчинник та домішка після відпалу плівок при температурах 400, 450, 500 та 550 °C. Рентгенівські дифрактограми (GIXRD) показали, що плівки NiO:Cu є полікристалічними з ГЦК структурою та переважним напрямком орієнтації вздовж [200], що відповідає значенню 2θ приблизно 43°. Візуалізація атомно-силової мікроскопії (AFM) виявила, що на поверхневу морфологію впливає додавання Cu, а середня шорсткість збільшується від 5,17 нм до 99,03 нм, коли швидкість легування змінюється від 2 % до 6 %. Оптичний коефіцієнт пропускання зменшується з 85 % до 65 % при збільшенні концентрації легування міддю плівок NiO, відпалених при 550 °C, а оптична ширина забороненої зони зміщується у синій діапазон з 3,63 еВ до 3,82 еВ.Item Study of the Effect of Film Thickness on Structure and Optical Properties of Nanostructured ZnS Thin Films Deposited by Spray Technique(Sumy State University, 2019) Ayadi, M.; Sebais, M.; Benramache, S.; Benhaoua, A.; Benhaoua, B.; Halimi, O.; Boudine, B.; Bensouici, A.Тонкі плівки ZnS осаджували на скляну підкладку при температурі 400 °C за допомогою ультразвукової хімічної методики розпилення. У роботі ми вивчили вплив товщини плівки на структуру та оптичні властивості наноструктурованих тонких плівок ZnS. XRD аналіз тонких плівок ZnS, який підтвердив гексагональну структуру ZnS, виявив, що максимальний розмір кристалітів 45,3 нм був отриманий при товщині плівки 577 нм. Це підтверджують полікристалічні плівки з великою товщиною. Що стосується оптичних властивостей, то тонкі плівки ZnS мають хорошу прозорість у видимій області; енергія забороненої зони для усіх нанесених плівок змінювалася від 3,9 до 4,1 еВ. При меншій товщині тонкі плівки ZnS стають менш невпорядкованими і мають менше дефектів, пов'язаних з енергією Урбаха 0,19 еВ при 360 нм. Однак зазначається, що коливання коефіцієнта екстинції k слідують тією ж тенденцією, що вказує на те, що мінімальна величина отримана для плівки ZnS, осадженої при 360 нм. Найкраща зміна показника заломлення також була отримана для товщини 360 нм.Item Effect of the Deposition Times on the Properties of ZnO Thin Films Deposited by Ultrasonic Spray Pyrolysis for Optoelectronic Applications(Sumy State University, 2019) Daranfed, W.; Guermat, N.; Bouchama, I.; Mirouh, K.; Dilmi, S.; Saeed, M.A.Нелеговані тонкі плівки ZnO наносяться на скляні підкладки при 300 °C за допомогою ультразвукового спрей-піролізу. Ацетат цинку, оцтова кислота та метанол використовуються як прекурсори та розчинники. Підготовлені тонкі плівки мають товщину від 216 до 680 нм. Структурна трансформація спостерігається як функція часу осадження. Тонкі плівки, отримані за низького часу осадження, мають полікристалічну природу; вони кристалізуються у гексагональну структуру вюрциту і мають переважну орієнтацію вздовж осі с перпендикулярно підкладці, де максимальний розмір кристалітів становить 14,4 нм за найменшого часу осадження 5 хв. Однак ті плівки, які були отримані за час осадження вище 15 хв, демонструють аморфну природу, і ми спостерігаємо зникнення дифракційних піків. Для дослідження морфології плівок застосовувалася скануюча електронна мікроскопія. Зростання нанодротів у масштабі довжини у кілька мікрон добре видно для часу осадження 5 хв, а розширення – для часу 10 хв. Аморфна фаза тонких плівок ZnO була отримана при часі осадження 15 і 20 хв. Середній коефіцієнт пропускання усіх плівок перевищує 80 % у видимій області, а енергія забороненої зони для кристалічної фази збільшується з 3,17 до 3,45 еВ із збільшенням часу осадження. Низька питома провідність у діапазоні з 6,91 x 10 – 3 до 6,60 (Ω.см) – 1 була отримана при збільшенні часу осадження з 5 до 10 хв, а провідність більше 1,90 x 105 (Ω.см) – 1 – для часу осадження більше ніж 10 хв. Енергія Урбаха зменшується з 324 до 314 меВ із збільшенням часу осадження з 1 до 4 хв через деформацію та руйнування порядку у тонких плівках. Оптичні та електричні властивості осаджених тонких плівок виявили, що ці тонкі плівки мають потенційне застосування в оптоелектронних пристроях, особливо в сонячних батареях.Item Ferromagnetism of Iron-copper Nanocomposites(Sumy State University, 2019) Revo, S.L.; Avramenko, T.G.; Volkova, T.V.; Galagan, P.O.; Ivanenko, K.O.; Naumenko, S.M.У роботі розглянуті і реалізовані магнітні характеристики тонких плівок у масивних зразках. Багатошарові нанокомпозиційні матеріали з порошків заліза і міді та порошків заліза з багатошаровими вуглецевими нанотрубками одержували двома способами. Перший спосіб полягає в тому, що суміш гетерогенних металевих порошків розміром 4-100 мкм піддають прокатці, спіканню та пресуванню з загальним обтисненням 99 %. У другому способі суміші порошків попередньо обробляють в планетарному млині перед спіканням. Показано, що мікроструктура одержаних зразків, як правило, шарувата. При цьому товщину шарів за рахунок деформації, зокрема, прокатки, можна зменшувати до нанорозмірів. Властивості таких масивних матеріалів, незважаючи на можливі розриви суцільності шарів при прокатці до нанорозмірних товщин і їх фрагментації на нанолусочки, притаманні в своїй більшості властивостям тонких плівок. Встановлено взаємозв’язок між мікроструктурою, яка визначається способом обробки суміші порошків, товщиною шарів або лусочок і коерцитивною силою одержаних матеріалів. Визначені оптимальні параметри обробки для реалізації практично привабливих магнітних характеристик таких матеріалів.Item Operating Temperature Effect on the Thin Film Solar Cell Efficiency(Sumy State University, 2019) Zaitsev, R.V.; Kirichenko, M.V.; Khrypunov, G.S.; Radoguz, S.A.; Khrypunov, M.G.; Prokopenko, D.S.; Zaitseva, L.V.У роботі розглянуто результати дослідження залежності ефективності плівкових фотоелектричних перетворювачів від їх робочої температури та проведено їх порівняння. Приведено аналіз фізичних механізмів впливу температури на вихідні, діодні та електронні параметри фотоелектричних перетворювачів. Визначення вихідних параметрів гнучких фотоелектричних перетворювачів здійснювалося за допомогою вимірювання світлових вольт-амперних характеристик за допомогою освітлювача на основі потужних напівпровідникових світлодіодів різного кольору для імітаційного випромінювання, характерного для стандартного наземного спектра сонячного світла. Для забезпечення ефективного неруйнівного контакту випробувальних зразків гнучких елементів на основі телуриду кадмію до кола вимірювання розроблено і використано спеціальний контактний пристрій. Головною особливістю контактного пристрою є чотири роздільних вертикально рухомих металевих зонда у вигляді напівсфер з полірованими поверхнями, що унеможливлює проколювання плівкових електродів. Дані зонди мають можливість індивідуального позиціонування кожного зонда, що здійснюється за допомогою твердої поворотної консолі змінної довжини, прикріпленої до корпусу. Отримано коефіцієнти зниження ефективності від робочої температури фотоелектричного перетворювача, що складають для пристроїв на основі CdTe – 0.14 %/C, для CuInSe2 – 0.36%/C, для аморфного кремнію – 0.21 %/C. Аналітична обробка та аналіз впливу світлових діодних характеристик на ефективність приладів на основі CdTe показали, що температурна стабільність їх ефективності забезпечується стабільністю густини діодного струму насичення, величина якого збільшується на 50 % з 1.9·10 – 9 А до 2.7·10 – 9 А з підвищенням температури від 20 °С до 50 °С. В той же час для приладів на основі CuInSe2 та аморфного кремнію встановлено, що основну роль у зниженні ефективності при підвищенні температури має зменшення густини струму короткого замикання, напруги холостого ходу та коефіцієнта заповнення вольт-амперних характеристик.Item Influence of Substrate Temperature on the Formation of Titanium Carbide Film(Sumy State University, 2019) Kaipoldayev, O.E.; Baigarinova, G.A.; Nemkayeva, R.R.; Guseinov, N.R.; Mukhametkarimov, Y.S.; Tauasarov, K.; Prikhodko, O.Y.Протягом останніх десятиліть, плівки карбіду титану використовуються як матеріали для покриттів. Карбід титану проявляє чудові механічні та хімічні властивості, такі як висока температура плавлення, твердість і гарна хімічна та термічна стабільність. Плівки карбіду титану наносилися на скляні та монокристалічні кремнієві підкладки методом іонно-плазмового магнетронного розпилення при постійному струмі з об'єднаної мішені графіт/титан. Плівки карбіду титану з різними співвідношеннями C/Ti можуть бути нанесені методом магнетронного розпилення при постійному струмі з використанням титанових листів в області ерозії графітової мішені як джерела твердого вуглецю. Залежність температури підкладки (150, 250, 350, та 450 °С) від утворення фази карбіду титану вивчалася методом рентгеноструктурного аналізу та раманівської спектроскопії. Зразки досліджувалися двома різними раманівськими спектрометрами: AFM-Raman instrument Solver Spectrum (NT-MDT) з 473 нм лазером і NTegra Spectra (NT-MDT) з 473 нм і 633 нм лазерами. Стехіометрія осаджених плівок визначалася за допомогою енергодисперсійного рентгенівського спектроскопічного аналізу.