계층의 ZnO / CdSSe 헤테로 Nanotrees의 합성
Summary
여기, 우리는 CdSSe 가지가 수직으로 정렬 된 ZnO 나노 와이어의 성장 소설 나무와 같은 계층의 ZnO / CdSSe 나노 구조를 준비하고 특징. 얻어진 nanotrees 태양 에너지 변환 및 다른 광전자 기기에 대한 잠재적 인 재료이다.
Abstract
두 단계의 화학 기상 증착 방법이 여기에 트리 형 계층의 ZnO / CdSSe 헤테로 – 나노 구조물을 제조하는데 사용된다. 수직 구조는 투명한 사파이어 기판 상에 정렬 된 ZnO 나노 와이어 성장 CdSSe 가지로 구성된다. 형태는 주사 전자 현미경을 통해 측정 하였다. 결정 구조는 X 선 분말 회절 분석에 의해 측정 하였다. ZnO의 양이 줄기 CdSSe 분기 주로 우르 자이 트 결정 구조를 갖는다. CdSSe 지점에서 S 및 Se 몰비는 에너지 분산 X 선 분광법에 의해 측정 하였다. CdSSe 분기 강한 가시광 흡수를 초래한다. 광 발광 (PL) 스펙트럼은 줄기와 가지 유형-II의 이종 접합을 형성하는 것으로 나타났다. 개개의 ZnO로부터 방출 CdSSe 줄기 또는 가지로 비교 CdSSe 및 ZnO의 사이에 고속의 전하 전송을 나타내는 경우 PL 수명 측정은 나무에서 발광 수명의 감소를 보였다. VERTI으 배향 된 ZnO 기판에 직접 전자 전달 경로를 제공하고, 가시광에 의한 광 여기 후 효과적인 전하 분리를 허용 유래한다. 상술 한 특성의 조합 된 ZnO / CdSSe 태양 전지, 광촉매 및 광전자 소자에 응용 프로그램에 대한 유망한 후보를 nanotrees 수 있습니다.
Introduction
ZnO를 3.3 EV의 밴드 갭 (BG), 고 전자 이동도 및 큰 여기자 바인딩 에너지 1,2 갖춘 II-VI 반도체이다. 그것은 광학 장치의 현재와 미래의 응용 프로그램, 태양 전지, 광촉매의 과다와 풍부한 반도체 물질이다. 그러나, ZnO의 가시 스펙트럼 범위에서의 적용을 제한하는 투명합니다. 따라서, 좁은 갭 반도체 (3), 염료 분자 (4) 및 감광성 중합체 5와 같은 가시 광선을 흡수하는 재료는, 자주 가시광 흡수의 ZnO 민감 위해 사용되어왔다.
CD에 (BG 2.43 EV)과의 CdSe (BG 1.76 eV의)는 일반적인 II-VI 좁은 갭 반도체이고 집중적으로 조사되었다. 삼원 합금 CdSSe의 BG 및 격자 매개 변수는 VI 성분 -6,7-의 몰비를 변화시킴으로써 조절 될 수있다. ZnO의 / CdSSe 나노 복합 재료는 효율적인 photov 결과보고되었다oltaic 에너지 변환 8,9.
CdSSe 분기 향상된 가시광 흡수성을 갖는 기판으로 수직 배향 된 ZnO 나노 와이어의 효율적인 전자 이동 경로를 결합하여 줄기와 가지 9,10 사이의 효율적인 전자 전달되었다. 따라서, 우리는 수직으로 정렬 된 ZnO 나노 와이어가 CdSSe 가지로 장식되어 새로운 트리 형의 ZnO / CdSSe의 나노 구조를 합성. 이 복합 재료는 신규 태양 에너지 변환 장치를위한 빌딩 블록으로서 작용할 수있다.
이 프로토콜의 ZnO 나노 와이어 어레이는 이전 11 출판 된 절차에 따라, ZnO의 분체 및 C로부터 한 단계 화학 기상 증착 (CVD)에 의해 사파이어 기판 상에 성장하는 방법을 설명한다. 된 ZnO 나노 와이어의 성장에 따라, CVD의 제 2 단계의 산화 아연 나노 와이어 CdSSe 분기 성장이 사용된다. 우리는 X 선 분말 회절 (XRD), 주사 전자 현미경 (SEM) 등을 사용에너지 분산 형 X 선 분광법 (EDS)은 산화 아연 / CdSSe의 nanotrees (NTS)의 결정 구조, 형태, 및 조성물을 측정한다. 분기와 스템 사이의 광학 특성 및 전하 캐리어 운송기구는 광 발광 (PL) 스펙트럼 및 시간 – 분해 PL 수명 측정에 의해 연구되었다.
Protocol
Representative Results
Discussion
된 ZnO 나노 와이어 (줄기)의 수직 정렬은 기판 상에 에피 택셜 성장에 기초한다. 된 ZnO 나노 와이어는 사파이어 (12)의 A면의주기와 일치하는 <0001> 방향을 따라 우선적으로 성장한다. 따라서, 유형 및 기판의 품질이 매우 중요하다. 5 nm 내지 20의 기재에 금 코팅의 두께가 다른, 테스트와의 ZnO 나노 와이어의 성장에 유의 한 차이를 보이지 않았다되었다. 산화 아연 나노 와이어의 길이는 ?…
Declarações
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
저자는 스퍼터 코터 장비에 대한 지원은 XRD 스펙트럼 및 K. Booksh 그의 도움을 Svilen Bobev 감사합니다.
Materials
| ZnO | Sigma Aldrich | 1314-13-2 | |
| Activated Carbon | Alfa | 231-153-3 | |
| CdSe | Sigma Aldrich | 1306-24-7 | |
| CdS | Sigma Aldrich | 1306-23-6 | |
| Sapphire | MTI | 2SP | a-plane, 10 × 10 × 1 mm |
| Furnace | Lindberg Blue M | SSP | |
| Scanning electron microscope | Hitachi | S5700 | assembled with an Oxford Inca X-act detector |
| X-ray powder diffractometer | Rigaku | MiniFlex | filtered Cu Kα radiation (λ=1.5418 Å) |
| Amplified Ti:sapphire oscillator | Coherent Mantis | Coherent Legend-Elite | |
| Single photon detection module | ID Quantique | ID-100 | |
| Sputter coater | Cressington | 308 | assembled with gold target |
| Fiber probe spectrometer | Photon Control | SPM-002 | |
| Colored Glass Filter | Thorlabs | FGB37-A – Ø25 mm BG40 | AR Coated: 350 – 700 nm |
| Compressed argon gas | Keen | 7440-37-1 |
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