Видання, зареєтровані у фондах бібліотеки
Permanent URI for this communityhttps://devessuir.sumdu.edu.ua/handle/123456789/56
Browse
28 results
Search Results
Item Оптимізація характеристик наночастинок та плівок ZnO:In, Zn2SnO4, Cu2MgxZn1-xSnS4 для формування функціональних шарів електронних приладів(Сумський державний університет, 2025) Єрмаков, Максим Сергійович; Yermakov, Maksym SerhiiovychДисертаційна робота присвячена розвитку матеріалознавчих аспектів контролю за структурно-залежними характеристиками наночастинок (НЧ) і плівок функціональних матеріалів, зокрема оксидних і кестеритних сполук — ZnO:In, Zn2SnO4, Cu2MgxZn1-xSnS4, отриманих методами розпилення наночорнил та пульсуючого спрей-піролізу. Ці матеріали були отримані за допомогою сучасних низькотемпературних методів. Особлива увага приділялася модифікації властивостей матеріалів шляхом легування, контролю складу, а також термічної обробки. У ході дослідження також були створені прототипи приладових структур на основі гетероструктури ITO/ZnO:In/ZnO/NiО Такі структури демонструють потенціал для використання в галузях сонячної енергетики, фоточутливих пристроїв (фотодетекторів) і газочутливих сенсорів. Результати дисертаційного дослідження сприяють удосконаленню технологій осадження плівок оксидних і кістеритних сполук, поглиблюють розуміння структурно-функціональних залежностей у наноматеріалах, а також розширюють спектр можливого використання таких матеріалів у сучасних електронних приладах та пристроях. Для досягнення поставленої мети дослідження на початковому етапі були розроблені лабораторні методики синтезу перспективних напівпровідникових наноматеріалів, зокрема ZnO:In, Zn2SnO4 та Cu2MgxZn1-xSnS4. Як основний підхід до отримання наночастинок було застосовано колоїдно поліольний метод, що дозволив контролювати їх розмір, морфологію та склад. Паралельно було розроблено методики приготування молекулярних розчинів, які слугували основою для формування наночорнил з оптимізованими реологічними властивостями. На наступному етапі на основі синтезованих наночастинок та молекулярних розчинів були виготовлені наночорнила, адаптовані для безвакуумного нанесення тонких плівок. Основними технологіями нанесення обрано метод спрея та пульсуючого спрей-піролізу, які дозволяють формувати рівномірні шари з високим ступенем відтворюваності та контрольованою товщиною. З метою підвищення точності та стабільності нанесення, а також для автоматизації процесу, була створена спеціалізована лабораторна система осадження плівок. Ця система реалізує керований процес формування тонких шарів напівпровідникових сполук, забезпечуючи гнучке регулювання параметрів нанесення, таких як температура підкладки, тиск, частота подачі розпилюваного розчину тощо. Крім того, конструкція системи та принципи її роботи можуть бути масштабовані, що відкриває перспективи для її адаптації під потреби малотоннажного або навіть промислового виробництва наноструктурованих матеріалів та приладів на їх основі. Проведено дослідження морфологічних, структурних, оптичних і електричних характеристик та хімічного складу НЧ і плівок сполук IZO, Zn2SnO4, Cu2MgxZn1-xSnS4 залежно від фізико-технологічних умов їх отримання. Зокрема, вивчено вплив методів синтезу, концентрації легуючих домішок і температури термічного відпалу. Це дозволило детальніше зрозуміти, як різні технологічні параметри впливають на характеристики матеріалів, що, у свою чергу, сприяє оптимізації процесів їх виготовлення. Такий підхід забезпечує стабільність і відтворюваність властивостей матеріалів, що є ключовим для їх подальшого використання під час створення оптоелектронних приладів, сенсорів і електронної апаратури. Поліольно-колоідним методом отримано НЧ ZnO, леговані In (0–10 ат.%). Вивчено вплив легування на їх хімічний склад, морфологічні, структурні і субструктурні характеристики. Встановлено, що до концентрації In 2 ат.% частинки мають однофазну структуру та містять тільки оксид цинку з вюрцитною структурою. При подальшому збільшенням вмісту домішки в наноматеріалі з'являються вторинні фази In2O3, InOOH. Встановлено, що параметр гратки матеріалу а при введені In збільшується від 0,32967 нм до 0,33194 нм, в той же час стала с зменшується від 0,52029 нм до 0,51896 нм. Збільшення концентрації домішки в прекурсорі від 0 до 10 ат.% вело до зміни вмісту In в НЧ від 0 до 6,42 ат.% та зростання їх розміру від 15 до 24 нм. Встановлено вплив легування індієм на структурні, субструктурні, оптичні і електричні характеристики плівок ZnO, нанесених методом спрей-піролізу. Зразки отримані з використанням молекулярних розчинів з вмістом Індію по відношенню до Цинку 1, 3, 5, 7, 10 ат. %. Структурний аналіз підтвердив, що плівки мають гексагональну структуру з текстурою росту [110], якість якої погіршується при збільшенні рівня легування матеріалу. Дослідження свідчать про ефективне вбудовування атомів індію в кристалічну гратку оксиду. При цьому введення цієї домішки приводить до зростання ширини забороненої зони сполуки. Найкращі електричні характеристики плівок IZO (n = 3,4 × 1018 см-3, ρ = 0,007 Ω-см2, μ = 253 cm2/V·s) одержані у випадку використання прекурсору з концентрацією домішки 3 ат. %, що, очевидно, обумовлено їх кращою структурною якістю. Проведено дослідження структурних, субструктурних і оптичних характеристик НЧ та плівок Zn2SnO4. НЧ синтезовані гідротермальним методом протягом часу (16-32) годин з інтервалом 4 години. На основі частинок з оптимальними параметрами (28 год.) створені чорнила, розпиленням яких одержані плівки оксиду. Після нанесення, з метою оптимізації структурних характеристик, зразки відпалювалися в атмосфері аргону при температурах (523-773) К протягом 30 хвилин. Методом СЕМ показано, що плівки з товщиною d = (4,90-8,45) мкм зі структурою інверсної шпінелі складаються з нанокристалів розмірами (27,8-36,0) нм, залежно від температури відпалу, та мають текстуру росту [220]. Розміри областей когерентного розсіювання плівок зростають при збільшенні температури відпалу від (3,85-5,56) нм (523 К) до (6,44-7,99) нм (773 К). Результати рентгенівських досліджень підтверджені даними Раманівського розсіювання світла, де на спектрах спостерігаються моди F2g(2), F2g(3) та A1g, що відповідають структурі інверсної шпінелі Zn2SnO4. Визначення, що підвищення температури відпалу веде до зміни Eg плівок від 4,04 до 3,63 еВ. Вперше методом пульсуючого спрей-піролізу отримано плівки твердих розчинів Cu2MgхZn1-хSnS4. Встановлено вплив співвідношення Mg/Zn у прекурсорі (0 ≤ y ≤ 0,5) на структурні, субструктурні, оптичні характеристики та хімічний склад тонких плівок Cu₂MgₓZn₁₋ₓSnS₄. Дані рентгеноструктурного аналізу свідчать про формування однофазних плівок зі структурою кестеріту. Однофазна структура також підтверджується результатами дослідження Раманівських спектрів для зразків, отриманих при y ≤ 0,3. Хімічний аналіз плівок підтверджує успішне включення магнію в тонкі шари до рівня (5,5–6,7) ат.%. Збільшення загальної кількості магнію майже не впливає на концентрацію всіх інших елементів, окрім цинку. При цьому шари, отримані при y = 0,1, мають мінімальну загальну концентрацію дислокацій (р = 0,73·10¹⁷ лін/м²). Таким чином, заміщення цинку магнієм покращує якість твердого розчину при концентраціях y < 0,3. Встановлено, що ширина забороненої зони нелегованої сполуки становить 1,47 еВ, а для легованих зразків зменшується від 1,28 еВ (y = 0,1) до 1,22 еВ (y = 0,5). Отже, твердий розчин Cu2MgхZn1-хSnS4 є перспективним і доступним матеріалом для створення поглинальних шарів сонячних елементів третього покоління. Встановлено залежність структурних, субструктурних, оптичних і електричних характеристики гетероструктури ITO/ZnO:In/ZnO/NiО від термічному відпалу у вакуумі в діапазоні температур (573–773) К. Гетероструктури була повністю виготовлені методом спрей-піролізу. Результати рентгенівської дифракції свідчать про наявність у досліджених зразках лише гексагональної фази ZnO та кубічної фази NiO, що підтверджується Рамановою спектроскопією. Для гетероструктури n -ZnO/ p -NiO, відпаленої при 723 К, виміряно темнову ВАХ при різних температурах. Побудова прямих гілок темнових ВАХ у напівлогарифмічному масштабі показала, що перенесення заряду в структурах визначається тунельно-рекомбінаційним механізмом з константами α = 1,16·10 −4 В−1 і β = 2051 K−1. Вперше побудовано зонну діаргама за моделлю Ван Руйвена для пояснення електричних характеристик гетероструктури. Встановлено, що оптимальною температурою відпалу, що забезпечує найкращі електрофізичні та оптичні характеристики гетероструктури n-ZnO/p-NiO є 723 К.Item Оптимізація характеристик наночастинок та плівок сполук CuO, ZnO:Al, SnS для перетворювачів сонячної енергії(Сумський державний університет, 2024) Євдокименко, Владислав Юрійович; Yevdokymenko, Vladyslav YuriiovychДисертаційна робота присвячена розробці матеріалознавчих основ керування структурно-чутливими характеристиками наночастинок (НЧ) та плівок сполук CuO, ZnO:Al, SnS, одержаних методами друку, зокрема покрапельним 3D друком та розпиленням наночорнил на скляні та гнучкі підкладки за різних фізико-технологічних умов. Особливу увагу приділено оптимізації характеристик цих матеріалів шляхом післяростового термічного відпалу одношарових та двошарових структур на їх основі. Як результат, були створені плівки та прототипи приладових структур з гетеропереходом n-ZnO/p-CuO, які мають потенціал для подальшого використання у геліоенергетиці, сенсориці та гнучкій електроніці. Результати роботи можуть сприяти вдосконаленню технологічних процесів нанесення плівок оксидних та халькогенідних сполук та розширенню застосувань цих матеріалів у сучасних енергетичних та електронних приладах і пристроях. Для досягнення мети роботи, спочатку були розроблені лабораторні методи синтезу та проведено вибір прекурсорів для одержання однофазних НЧ оксидів та сульфідів металів з заданими характеристиками (складом, фазою, формою, структурою). Потім з використанням синтезованих частинок отримували наночорнила з потрібною густиною та в’язкістю для нанесення плівок масштабованими, енергоефективними, безвакуумними методами друку. З метою усунення зі складу органічних домішок, що використовувалися під час синтезу НЧ та при створенні чорнил, плівки піддавали післяростовій термічній обробці. Відпал також дозволяє зменшити кількість дефектів у структурі тонких шарів, підвищити кристалічну якість матеріалу, покращити його електронні та оптичні властивості, що важливо для забезпечення стабільності та ефективності плівок у подальшому їх використанні в різних технологічних і промислових застосуваннях. Беручи до уваги вищенаведені аспекти, були визначені оптимальні умови синтезу НЧ сполук CuO, ZnO:Al, SnS. Зокрема, для синтезу НЧ CuO і ZnO:Al було використано поліольно-колоїдний метод, який дозволяє точно контролювати морфологію та розмір частинок. Для отримання НЧ сполуки SnSx проводили п’ять синтезів – поліольно-колоїдний з прекурсорами CS(NH2)2, Na2S, CH3C(S)NH2 при температурі 483 К та синтез у водно амоніачному розчині з прекурсорами CH3C(S)NH2, Na2S при температурі 293 К. Показано, що НЧ синтезовані у триетаноламіні (ТЕА) при 293 К з осаджувачем Na2S мали стехіометрію найбільш близьку до сполуки SnS, в той час як синтез в діетиленгліколі (ДЕГ) при 483 К з осаджувачем CH3C(S)NH2 дозволив отримати частинки сполуки SnS2. Одержані НЧ диспергували в екологічно безпечних та нетоксичних розчинниках таких як суміш вода-спирт-гліколь-ПВП, щоб створити чорнила з контрольованими характеристиками. Ці розчинники забезпечують стабільність частинок у суспензії, що дозволяє точно налаштовувати властивості наночорнил, такі як текучість, в’язкість та адгезія до підкладки. Для нанесення суцільних плівок сполуки CuO покрапельним друком був використаний 3D принтер зібраний в лабораторії раніше. Однак, для друку наночорнилами, стандартний екструдер не підходив через специфічні вимоги до в’язкості та рівномірності подачі наночорнил. Тому, стандартний екструдер був замінений на розроблений спеціалізований для друку рідкими або напіврідкими матеріалами. Новий екструдер оснащений системою дозування, яка забезпечує точний контроль подачі наночорнил у вигляді крапель. Плівки ZnO, ZnO:Al та SnS наносили методом розпиленням чорнил. Для цього був використаний аерограф з діаметром сопла 0,2 мм. Використані методи дозволили отримувати зразки з відтворюваними характеристиками, що забезпечило високу стабільність і надійність одержаних результатів. Проведено дослідження елементного складу, морфологічних, структурних, субструктурних, оптичних та електричних характеристик НЧ та плівок CuO, ZnO:Al, SnS у залежності від фізико-технологічних умов отримання, а саме методів синтезу, температури термічного відпалу Ta = (423-773 K), середовища відпалу та вмісту легуючої домішки (Al – 1, 2, 3, 5, 7, 10 ат. %). Це було необхідно для глибшого розуміння впливу різних технологічних параметрів на характеристики матеріалів, з метою оптимізації процесів їх виготовлення для забезпечення стабільних та відтворюваних характеристик, що є критично важливим для подальшого використання цих сполук для створення ФЕП, сенсорів та елементів гнучкої електроніки. Показано, що плівки оксиду міді, отримані на скляних підкладках, відпалені при температурах від 523 до 673 К, мали однофазну моноклінну структуру CuO. При збільшенні температури відпалу до (723-773) К відбувається перехід від моноклінної фази CuO до кубічної фази Cu2O. Цей перехід супроводжується зміною осі текстури зразків з [002] до [111]. У залежності від температури, плівки фази CuO мають енергії непрямих дозволених і прямих заборонених міжзонних переходів Eg = (1,59–1,66) еВ і (1,77–1,91) еВ відповідно, для фази Cu2O отримано енергії прямих дозволених і прямих заборонених переходів 2,17 еВ і 2,41 еВ відповідно. Також, встановлено оптимальні технологічні умови нанесення плівок CuO на гнучкі (поліімідні) підкладки методом 3D друку, що відкриває перспективи низькотемпературного нанесення тонких шарів оксиду для використання в гнучкій електроніці, зокрема в області сонячної енергетики та сенсорики. Вперше були отримані плівки SnS з використанням чорнил на основі суспензії НЧ методом розпилення їх на підкладку. Використано екологічно безпечні та дешеві компоненти, як при синтезі НЧ, так і при створенні наночорнил. Також проведено комплексне дослідження ефекту термічного відпалу в широкому температурному діапазоні (423-773) K на хімічний склад, текстуру, структурні, субструктурні та оптичні характеристики отриманих плівок. Показано, що підвищення температури відпалу до (723–773) К зумовлює перехід сульфідної сполуки до тетрагональної фази SnO2. Спектри поглинання досліджуваних зразків сульфіду олова охоплюють широкий спектральний діапазон від 1,50 до 4,5 еВ, що зумовлено наявністю у зразках двох фаз SnS та SnO2. Визначено енергії міжзонних переходів фаз SnS та SnO2 та їх залежність від температури відпалу. Найбільш близьким до чистої орторомбічної фази SnS був зразок відпалений при температурі 523 К матеріал якого мав ширину забороненої зони 1,83 еВ. Виявлено, що додавання алюмінію позитивно впливає на структуру плівок ZnO. Розмір НЧ при легуванні матеріалу збільшується від (17±3) нм (для зразка з вмістом Al – 2 ат. %) до (27±3) нм (для зразка з вмістом Al – 5 ат. %). При цьому фазовий склад зразків до концентрації 3 ат. % не змінюється, що свідчить про включення легуючої домішки у кристалічну ґратку наноструктурованого ZnO. При вмісті алюмінію вище 3 ат. % спостерігається виділення вторинної фази Al2O3. Спектри низькотемпературної фотолюмінесценції (ФЛ) від зразків із концентрацією Al 5, 7, 10 ат. % демонструють високий рівень концентрації в оксиді таких точкових дефектів, як вакансії цинку. Найкращий результат спостерігався для зразка з концентрацією алюмінію 3 ат. %. Його спектр містив інтенсивну смугу ФЛ з довжиною хвилі 492,5 нм, що свідчить про наявність у зразках незначної кількості дефектів типу вакансія цинку. Під час досліджень був створений прототип сонячного елементу (СЕ) зі складною структурою ITO/ZnO(1ат.%Al)/n-ZnO/p-CuO, після чого проведено вимірювання світлових і темнових вольт-амперних характеристик (ВАХ) приладу при різних температурах відпалу. Виявлено, що отриманий гетероперехід n-ZnO/p-CuO виявляє широку спектральну область поглинання світла від 350 до 1000 нм. Оптимальна оптична якість спостерігається у зразках, відпалених при температурі 723 К. Також виявлено, що в такій гетероструктурі спостерігається помітний зсув краю поглинання шарів ZnO в довгохвильову область, що, можливо, пов’язано зі збільшенням розмірів нанокристалітів оксиду. Крім того, встановлено, що величина ширини забороненої зони для шарів оксиду цинку відповідає значенням (2,25-2,28) еВ. Встановлено, що темнові ВАХ багатошарових систем, отриманих за допомогою простих і низькоенергетичних хімічних методів, мають виражений діодний характер. Це свідчить про можливість створення пристроїв на основі гетеропереходів n-ZnO/p-CuO для використання у сенсориці, геліоенергетиці та гнучкій електроніці. Такі характеристики, очевидно, зумовлені утворенням перехідних шарів на границі між матеріалами, що призводить до покращення узгодження кристалічних ґраток контактуючих матеріалів.Item Керування структурно-фазовим станом наночастинок і плівок нових оксидних матеріалів, нанесених хімічними методами, для потреб гнучкої електроніки і геліоенергетики(Сумський державний університет, 2022) Опанасюк, Анатолій Сергійович; Opanasiuk, Anatolii Serhiiovych; Пшеничний, Роман Миколайович; Pshenychnyi, Roman Mykolaiovych; Єрмаков, Максим Сергійович; Yermakov, Maksym Serhiiovych; Кахерський, Станіслав Ігорович; Kakherskyi, Stanislav Ihorovych; Євдокименко, Владислав Юрійович; Yevdokymenko, Vladyslav Yuriiovych; Шкиря, Юрій Олегович; Shkyria, Yurii OlehovychОб’єкт дослідження: процеси фазо- і структуроутворення у наночастинках і плівках нових нелегованих та легованих оксидних матеріалів, одержаних при різних фізико-технологічних умовах, їх вплив на оптичні, електричні та фотоелектричні властивості сполук Предмет дослідження: структурні, субструктурні, оптичні, електричні характеристики та хімічний склад наночастинок та плівок оксидів СuОx, Zn2SnO4, ZnO:Cu (Al, In), одержаних дешевими хімічними методами (методом друку та розпилення наночорнил), порівняння фізичних властивостей зразків у нанокристалічному та плівковому стані, оптимізація їх характеристик. Метою проекту є оптимізація структурно-фазового складу та фізичних властивостей наночастинок і плівок нових перспективних, екологічно безпечних напівпровідникових оксидних матеріалів (СuОx, Zn2SnO4, ZnO:Cu (Al, In)), що можуть бути використані як функціональні шари приладів гнучкої і прозорої електроніки, фотодетекторів, газових сенсорів, віконних і поглинальних шарів тонкоплівкових фотоперетворювачів сонячної енергії третього покоління та можуть покращити їх експлуатаційні характеристики, збільшити ефективність і часову стабільність, знизити вартість, зробити використання і утилізацію приладів екологічно безпечними; порівняння характеристик цих матеріалів в нанокристалічному і плівковому станах.Item Перспективні напівпровідникові наноматеріали для потреб гнучкої електроніки: синтез, розробка методів друку та оптимізація їх структурних, оптичних і фотоелектричних властивостей(Сумський державний університет, 2023) Опанасюк, Анатолій Сергійович; Opanasiuk, Anatolii Serhiiovych; Доброжан, Олександр Анатолійович; Dobrozhan, Oleksandr Anatoliiovych; Кахерський, Станіслав Ігорович; Kakherskyi, Stanislav Ihorovych; Пшеничний, Роман Миколайович; Pshenychnyi, Roman Mykolaiovych; Д'яченко, Олексій Вікторович; Diachenko, Oleksii Viktorovych; Логвинов, Андрій Миколайович; Lohvynov, Andrii Mykolaiovych; Возний, Андрій Андрійович; Voznyi, Andrii Andriiovych; Шамардін, Артем Володимирович; Shamardin, Artem Volodymyrovych; Гнатенко, Юрій Павлович; Hnatenko, Yurii Pavlovych; Буківський, Петро Миколайович; Bukivskyi, Petro MykolaiovychОб’єкт досліджень: процеси фазо- і структуроутворення у наночастинках синтезованих колоїдно-поліольним методом при різних фізико- та хіміко-технологічних умовах та їх вплив на електрофізичні, оптичні, фотолюмінесцентні характеристики одно- та багатошарових зразків. Предмет досліджень: розробка матеріалознавчих основ одержання наночастинок і плівок кестеритних (Cu2ZnSnS4, Cu2ZnSnSе4, Cu2ZnSn(SxSe1-x)4, Cu2Zn(Mg)SnS4, SnSx) та оксидних (ZnO, NiO, CuxO) напівпровідникових сполук, а також методів керування ансамблем дефектів, електрофізичними, оптичними, фотолюмінесцентними характеристиками наноматеріалів з метою їх одержання із заданими фізичними властивостями. Вироблення рекомендацій щодо подальшого використання отриманих наноматеріалів у сенсориці, опто- і мікроелектроніці, гнучкій електроніці, геліоенергетиці. Мета роботи: cтворення матеріалознавчих і фізико-технологічних основ одержання нових перспективних напівпровідникових наноматеріалів, плівок і гетероструктур на їх основі з контрольованими та наперед заданими електричними, оптичними і структурними властивостями шляхом друку, придатних для використання в гнучкій електроніці, опто- і мікроелектроніці, сенсориці та геліоенергетиці.Item Структурні, субструктурні та оптичні характеристики наночастинок і плівок сполук NiO, ZnO, Cu2ZnSn(SxSe1−x)4, отриманих методом 3D друку(Сумський державний університет, 2023) Кахерський, Станіслав Ігорович; Кахерський, Станислав Игоревич; Kakherskyi, Stanislav IhorovychДисертаційна робота присвячена створенню матеріалознавчих основ керування структурно-чутливими характеристиками наночастинок та плівок NiO, ZnO, Cu2ZnSn(SxSe1−x)4, одержаних за допомогою 3D друку при різних фізико-технологічних умовах, та їх оптимізації. У результаті одержані модельні зразки, придатні у подальшому для виготовлення приладів електроніки, в першу чергу сонячних елементах (СЕ) третього покоління. СЕ на основі поглинальних шарів Cu2ZnSn(SxSe1-x)4 на цей час залишаються малоефективними, що пов’язано з утворенням великої кількості вторинних фаз і власних структурних дефектів в матеріалі та неоптимізованою конструкцією приладів. Підвищення ККД фотоперетворювачів (ФЕП), можливе шляхом оптимізації їх конструкції та використання однофазних структурнодосконалих плівок з контрольованим ансамблем власних точкових дефектів. Методи одержання робочих шарів СЕ повинні легко масштабуватися, бути низько енергетичними, безвакуумними та екологічно безпечними. Для досягнення мети роботи було проведено моделювання фізичних процесів у ФЕП на основі гетеропереходів n-CdS / р-Cu2ZnSn(SxSe1−x)4 із фронтальними струмознімальними шарами на основі прозорих провідних оксидів n-ITO (ZnO). Було визначено оптимальний склад твердого розчину кестеритної сполуки та конструктивні особливості тонкоплівкових СЕ, які забезпечують їх максимальну ефективність. Також було розраховано максимальну теоретичну ефективність таких приладів. Для одержання однофазних плівок твердих розчинів Cu2ZnSn(SхSe1-х)4 та оксидів металів з заданих складом і характеристиками в роботі запропонована процедура, що включала синтез наночастинок цих сполук контрольованого хімічного складу та формування чорнил, які в подальшому використані для нанесення плівок низькотемпературним методом друку на принтері. Для видалення органічних домішок, які використовувалися при синтезі наночастинок і створенні чорнил та поліпшення структурної якості плівок, на останньому етапі вони відпалюються. З врахуванням вищезазначеного, було визначено умови синтезу наночастинок оксидних і кестеритних матеріалів необхідних розмірів та форми поліольно-колоїдним (ZnO, Cu2ZnSn(SxSe1−x)4) та золь-гель (NiO) методами. Після одержання були досліджені їх морфологічні, структурні, оптичні, електрофізичні властивості та елементний склад в залежності від фізико-хімічних умов синтезу (складу прекурсорів, часу росту та температури). Це дозволило оптимізувати структурнозалежні характеристики наночастинок. В подальшому були створені чорнила з контрольованими властивостями (в’язкістю, текучістю, швидкістю висихання, адгезією до поверхні нанесення) на основі суспензії наночастинок NiO, ZnO, Cu2ZnSn(SxSe1−x)4 шляхом їх диспергування в екологічно безпечних розчинниках з низькими температурами випаровування. З використанням 3D принтера, чорнилами на основі синтезованих наночастинок, шляхом заміни традиційної голівки на таку, яка дозволяє це робити, надруковано плівки оксидних та кестеритних сполук з відтворюваними характеристиками. Досліджені їх морфологічні, структурні, субструктурні, оптичні, електрофізичні властивості та елементний склад в залежності від умов друку та післяростових відпалів. Це дозволило встановити зв'язок між ними, визначити оптимальні умови нанесення і відпалу плівок з характеристиками, що необхідні для їх використання як базових шарів ФЕП та активних елементів приладів гнучкої електроніки. Таким чином, в роботі на основі апробованого програмного забезпечення вперше проведено визначення оптичних втрат енергії у СЕ з конструкцією скло/n-ITO(ZnO)/n-CdS/p-Cu2ZnSn(SxSe1−x)4/тильний контакт. Вивчений вплив цих втрат на фотоелектричні характеристики приладів в результаті чого вибрані оптимальний склад твердого розчину (Cu2ZnSn(S0,30Se0,70)4 за даними роботи [1] і Cu2ZnSn(S0,48Se0,52)4 за даними роботи [2]) і конструкція ФЕП та визначені фізично доцільні товщини функціональних шарів приладу (dZnO = 100 нм, dCdS = 25 нм). Вперше запропоновано новий спосіб поліольного синтезу наночастинок сполуки Cu2ZnSnSe4 (Cu2ZnSnS4), де як джерело Se (S) використано аморфний селен (сірку) замість традиційної селеномочевини (тіомочевини). Підібрано оптимальні умови синтезу: температуру (Т = 553 К), час (τ = 120 хв) та молярне співвідношення компонентів у прекурсорі (2:1,5:1:4), при яких нанокристали мали однофазну структуру кестеритного типу та склад (СCu = 29,0 ат.%, СZn = 12,1 ат.%, СSn = 12,7 ат.%, СSe(S) = 46,2 ат.%), близький до стехіометричного. Використання для синтезу елементарного селену дозволило значно здешевити процедуру одержання цих сполук. Вперше з використанням безпечних для здоров’я людини та екології прекурсорів розроблено метод синтезу наночастинок твердого розчину Cu2ZnSn(SxSe1−x)4 з однофазною структурою та керованим складом. З використанням суспензій цих частинок низькотемпературним методом 3D друку одержані плівки з контрольованими характеристиками. В результаті вдалося спростити процес нанесення плівок твердих розчинів за рахунок відмови від відпалу зразків Cu2ZnSnS4, при температурах (773–823) К в середовищі селену, зменшити собівартість синтезу, використавши як джерела халькогенів елементарні сірку і селен замість високовартісних органоселенідів та органічних розчинників. Установлено фізико-технологічні умови отримання методом 3D друку однофазних високотекстурованих та суцільних плівок ZnO, NiO, Cu2ZnSn(SxSe1−x)4) з великими розмірами ОКР (L), низьким рівнем мікродеформацій (ɛ) та мікронапружень, густиною дислокацій і керованою стехіометрією, придатних для приладового використання. Виявлені умови їх післяростового відпалу (Ta), що забезпечують покращення якості структури плівок та видалення сторонніх органічних домішок.Item Синтез та оптимізація властивостей сонячних елементів на основі гетеропереходу n-ZnO/p-Cu2ZnSn(S,Se)4, отриманих методом друку з використанням наночорнил(Сумський державний університет, 2021) Опанасюк, Анатолій Сергійович; Опанасюк, Анатолий Сергеевич; Opanasiuk, Anatolii Serhiiovych; Пономарьов, Олександр Георгійович; Пономарев, Александр Георгиевич; Ponomarov, Oleksandr Heorhiiovych; Доброжан, Олександр Анатолійович; Доброжан, Александр Анатольевич; Dobrozhan, Oleksandr Anatoliiovych; Курбатов, Денис Ігорович; Курбатов, Денис Игоревич; Kurbatov, Denys Ihorovych; Пшеничний, Роман Миколайович; Пшеничный, Роман Николаевич; Pshenychnyi, Roman Mykolaiovych; Д'яченко, Олексій Вікторович; Дьяченко, Алексей Викторович; Diachenko, Oleksii Viktorovych; Шамардін, Артем Володимирович; Шамардин, Артем Владимирович; Shamardin, Artem Volodymyrovych; Іващенко, Максим Миколайович; Иващенко, Максим Николаевич; Ivashchenko, Maksym Mykolaiovych; Кахерський, Станіслав Ігорович; Кахерський, Станислав Игоревич; Kakherskyi, Stanislav IhorovychОб’єкт досліджень: Процеси фазо- і структуроутворення у напівпровідникових плівках, нанесених методом двовимірного друку наночорнилами при різних фізико-хімічних умовах, їх вплив на оптичні, електричні та фотоелектричні властивості одно- та багатошарових систем на їх основі. Предмет досліджень: Структурні, субструктурні, оптичні, електричні та фотоелектричні характеристики плівок ZnO, Cu2ZnSn(SхSe1-х)4 (0 ≤ x ≤ 1), отриманих друком принтером за допомогою суспензій наночастинок у екологічно безпечних розчинниках, з’ясування особливостей фізичних властивостей таких шарів у порівнянні з отриманими вакуумними методами. Мета роботи: Метою даного проекту є створення матеріалознавчих основ керування структурно-чутливими характеристиками плівок сполук ZnO, Cu2ZnSn(SхSe1-х)4 та багатошарових структур на їх основі, отриманих за допомогою друку наночорнилами при різних фізико-технологічних умовах та їх оптимізація. У результаті будуть створені модельні прототипи сонячних перетворювачів на основі гетеропереходу n-ZnO/p-Cu2ZnSn(SхSe1-х)4 на різних підкладках.Item Перспективні напівпровідникові наноматеріали для потреб гнучкої електроніки: синтез, розробка методів друку та оптимізація їх структурних, оптичних і фотоелектричних властивостей(Сумський державний університет, 2021) Опанасюк, Анатолій Сергійович; Опанасюк, Анатолий Сергеевич; Opanasiuk, Anatolii Serhiiovych; Доброжан, Олександр Анатолійович; Доброжан, Александр Анатольевич; Dobrozhan, Oleksandr Anatoliiovych; Пшеничний, Роман Миколайович; Пшеничный, Роман Николаевич; Pshenychnyi, Roman Mykolaiovych; Д'яченко, Олексій Вікторович; Дьяченко, Алексей Викторович; Diachenko, Oleksii Viktorovych; Шамардін, Артем Володимирович; Шамардин, Артем Владимирович; Shamardin, Artem Volodymyrovych; Гнатенко, Юрій Павлович; Гнатенко, Юрий Павлович; Hnatenko, Yurii Pavlovych; Буківський, А.П.Розробка матеріалознавчих основ одержання наночастинок напівпровідникових сполук, а також методів керування ансамблем дефектів, електрофізичними, оптичними, фотолюмінесцентними характеристиками наноматеріалів з метою їх одержання із заданими фізичними властивостями. Вироблення рекомендацій щодо подальшого використання отриманих наноматеріалів у сенсориці, опто- і мікроелектроніці, гнучкій електроніці, геліоенергетиці.Item Отримання та оптимізація властивостей плівок напівпровідників (ZnO, Cu2ZnSn(S,Se)4 і металів (Ag, Cu), надрукованих на 3d-принтері, для пристроїв електроніки(Сумський державний університет, 2020) Курбатов, Денис Ігорович; Курбатов, Денис Игоревич; Kurbatov, Denys Ihorovych; Опанасюк, Анатолій Сергійович; Опанасюк, Анатолий Сергеевич; Opanasiuk, Anatolii Serhiiovych; Пономарьов, Олександр Георгійович; Пономарев, Александр Георгиевич; Ponomarov, Oleksandr Heorhiiovych; Доброжан, Олександр Анатолійович; Доброжан, Александр Анатольевич; Dobrozhan, Oleksandr Anatoliiovych; Колесник, Максим Миколайович; Колесник, Максим Николаевич; Kolesnyk, Maksym Mykolaiovych; Знаменщиков, Ярослав Володимирович; Знаменщиков, Ярослав Владимирович; Znamenshchykov, Yaroslav Volodymyrovych; Пшеничний, Роман Миколайович; Пшеничный, Роман Николаевич; Pshenychnyi, Roman Mykolaiovych; Іващенко, Максим Миколайович; Иващенко, Максим Николаевич; Ivashchenko, Maksym Mykolaiovych; Шамардін, Артем Володимирович; Шамардин, Артем Владимирович; Shamardin, Artem Volodymyrovych; Д`яченко, Олексій Вікторович; Дьяченко, Алексей Викторович; Diachenko, Oleksii Viktorovych; Гузенко, Олександр Ігорович; Гузенко, Александр Игоревич; Huzenko, Oleksandr Ihorovych; Ярошенко, Я.В.; Єрмаков, М.С.; Волобуєв, В.В.Об’єкт досліджень: Процеси фазо- і структуроутворення у наночастинках та нано- і мікроструктурованих плівках металів Ag, Cu та напівпровідникових сполук ZnO, Cu2ZnSnS4, Cu2ZnSnSe4 синтезованих або нанесених при різних фізико-хімічних умовах та їх вплив на електрофізичні, оптичні, фотолюмінесцентні характеристики зразків.Item Синтез та оптимізація властивостей сонячних елементів на основі гетеропереходу n-ZnO/p-Cu2ZnSn(S,Se)4, отриманих методом друку з використанням наночорнил(Сумський державний університет, 2020) Опанасюк, Анатолій Сергійович; Опанасюк, Анатолий Сергеевич; Opanasiuk, Anatolii Serhiiovych; Пономарьов, Олександр Георгійович; Пономарев, Александр Георгиевич; Ponomarov, Oleksandr Heorhiiovych; Єрьоменко, Юрій Сергійович; Еременко, Юрий Сергеевич; Yeromenko, Yurii Serhiiovych; Доброжан, Олександр Анатолійович; Доброжан, Александр Анатольевич; Dobrozhan, Oleksandr Anatoliiovych; Пшеничний, Роман Миколайович; Пшеничный, Роман Николаевич; Pshenychnyi, Roman Mykolaiovych; Д`яченко, Олексій Вікторович; Дьяченко, Алексей Викторович; Diachenko, Oleksii Viktorovych; Шамардін, Артем Володимирович; Шамардин, Артем Владимирович; Shamardin, Artem Volodymyrovych; Кахерський, Станіслав Ігорович; Кахерський, Станислав Игоревич; Kakherskyi, Stanislav Ihorovych; Шаповалов, О.І.; Шкиря, Ю.О.Об’єкт досліджень: Процеси фазо- і структуроутворення у напівпровідникових плівках, нанесених методом двовимірного друку наночорнилами при різних фізико-хімічних умовах, їх вплив на оптичні, електричні та фотоелектричні властивості одно- та багатошарових систем на їх основі.Item Отримання та оптимізація властивостей плівок напівпровідників (ZnO, Cu2ZnSn(S,Se)4 і металів (Ag, Cu), надрукованих на 3d-принтері, для пристроїв електроніки(Сумський державний університет, 2019) Курбатов, Денис Ігорович; Курбатов, Денис Игоревич; Kurbatov, Denys Ihorovych; Опанасюк, Анатолій Сергійович; Опанасюк, Анатолий Сергеевич; Opanasiuk, Anatolii Serhiiovych; Знаменщиков, Ярослав Володимирович; Знаменщиков, Ярослав Владимирович; Znamenshchykov, Yaroslav Volodymyrovych; Колесник, Максим Миколайович; Колесник, Максим Николаевич; Kolesnyk, Maksym Mykolaiovych; Доброжан, Олександр Анатолійович; Доброжан, Александр Анатольевич; Dobrozhan, Oleksandr Anatoliiovych; Пшеничний, Роман Миколайович; Пшеничный, Роман Николаевич; Pshenychnyi, Roman Mykolaiovych; Гузенко, Олександр Ігорович; Гузенко, Александр Игоревич; Huzenko, Oleksandr Ihorovych; Волобуєв, В.В.Метою даного проекту є створення матеріалознавчих основ керування структурно-чутливими характеристиками нано- і мікроструктурованих плівок, одержаних за допомогою пошарового 3D друку чорнилами на основі металевих та напівпровідникових наночастинок при різних фізико-технологічних умовах та їх оптимізація. Як результат, будуть одержані модельні зразки одношарових та багатошарових структур різного розміру та форми придатних для створення сонячних елементів, сенсорних та електронних приладів.
- «
- 1 (current)
- 2
- 3
- »