Vizes oldatból leválasztott nanokristályos félvezetők optikai vizsgálata
A II-VI főcsoportba tartozó vegyületfélvezetők napjainkban is széleskörűen kutatott és alkalmazott anyagok. Fő felhasználási területeik például a vékonyréteg napelemek ablakrétege, valamint katódsugaras eszközök fénypora, emellett más alkalmazásokban is előnyösen használhatók a fizikai tulajdonságaik miatt, mint fotoellenállásokban és fényerősség-mérőkben. Ezen kívül egyéb felhasználási lehetőségeiket is kutatják, például fotolumineszcens fényporok és orvosi fluoreszcens jelzőanyagok előállításának témakörében.
Az MTA Műszaki Fizikai és Anyagtudományi Kutatóintézetében fotolumineszcens fényporokkal foglalkozunk, ezért előkísérletek céljából fotovezetésre optimalizált, rézzel adalékolt kadmium-szulfid vékonyréteg mintákon végeztem különböző optikai méréseket, a technológia, az anyagok és a bennük végbemenő folyamatok minél alaposabb megismerésének érdekében. A kadmium-szulfid azért lehet megfelelő az előbb említett alkalmazásra, mivel tiltott sávszélessége alapján jó hatásfokkal tud a látható tartományba eső fotonokat kibocsátani. Az általunk is használt vizes oldatból történő leválasztás során pedig a technológiai paraméterekkel a vékonyrétegek fizikai tulajdonságait hangolni is tudjuk, például a réteg vastagságát, összetételét és a szemcseméretet, amelyek az optikai tulajdonságokra is hatással vannak.
A mérések során az elnyelési spektrumból elsősorban a minta tiltott sávjára, és ezzel összefüggésben a kristályméretre lehet következtetni, a fotolumineszcencia mérések segítségével pedig az adalékok és natív kristályhibák hatását lehet vizsgálni, ezeket pedig a fotovezetés-mérés eredményével is érdemes összevetni. Az egyik legfontosabb kérdés annak a tisztázása, hogy a mért lumineszcens spektrumot a kristályhibák vagy a réz adalékolás eredményezi-e? A réz adalékolás technikájának megismerése a továbbiakban is fontos lehet, hiszen ennek használatával a lumineszcencia spektruma módosítható, míg például a gyakran alkalmazott mangán adalékolás esetén ezt nem tehetnénk meg. A hangolható spektrum pedig a minél szebb fehér fényű fényporok előállításánál nagy előnyt jelenthet.
A dolgozatban először a kadmium-szulfid vékonyrétegek tulajdonságait és ezek vizes oldatból való leválasztással történő előállítását mutatom be, majd áttekintem a mérések megértéséhez szükséges fizikai hátteret., Ezt követi az egyes mérési összeállítások bemutatása és a mérési eredmények ismertetése, következtetések levonása. Végül a további megoldandó kérdéseket, valamint a fejlesztési lehetőségeket mutatom be.
szerző
-
Berinkei Péter
villamosmérnöki
nappali
konzulensek
-
Dr. Rakovics Vilmos
, MTA-MFA (külső) -
Timárné Horváth Veronika
címzetes egyetemi docens, Elektronikus Eszközök Tanszék -
Dr. Poppe András
egyetemi tanár, Elektronikus Eszközök Tanszék
