Se describe el método experimental para depositar películas delgadas de óxido nanoestructurados por deposición por láser pulsado nanosegundo (PLD) en presencia de un gas de fondo. Mediante el uso de este método Al-ZnO dopada (AZO) películas, desde los compactos hasta jerárquicamente estructurada como bosques nano-árbol, pueden ser depositados.
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Artículo de método
La fabricación de nano-ingeniería óxidos conductores transparentes por deposición por láser pulsado
En este artículo
Resumen
Resumen
Deposición nanosegundo Láser Pulsado (PLD) en presencia de un gas de fondo permite la deposición de óxidos metálicos con morfología sintonizable, la estructura, la densidad y la estequiometría por un adecuado control de la dinámica de la expansión del plasma del penacho. Esta versatilidad puede ser explotado para producir películas nanoestructuradas de nanoporoso compacto y denso para caracterizado por un conjunto jerárquico de tamaño nano-clusters. En particular, se describe la metodología detallada para fabricar dos tipos de Al-ZnO dopada (AZO) películas como electrodos transparentes en dispositivos fotovoltaicos: 1) a baja presión 2 O, películas compactas con conductividad eléctrica y transparencia óptica estrecha con el estado de la técnica óxidos conductores transparentes (TCO) se puede depositar a temperatura ambiente, para ser compatible con materiales térmicamente sensibles tales como los polímeros usados en la fotovoltaica orgánica (OPV), 2) la gran dispersión de la luz estructuras jerárquicas se asemejan a un bosque de nano-árboles son produced a presiones más altas. Estas estructuras muestran factor de Haze alta (> 80%) y puede ser explotado para mejorar la capacidad de retención de la luz. El método aquí descrito para películas AZO se puede aplicar a otros óxidos metálicos pertinentes para las aplicaciones tecnológicas tales como TiO 2, Al 2 O 3, WO 3 y Ag 4 O 4.
Introducción
Deposición por láser pulsado (PLD) emplea la ablación con láser de un blanco sólido que resulta en la formación de un plasma de especies de ablación que pueden ser depositados sobre un sustrato para crecer una película (véase la Figura 1) 1. Interacción con una atmósfera de fondo (inerte o reactivo) se puede utilizar para inducir la nucleación homogénea de clúster en la fase de gas (véase la Figura 2) 2,3. Nuestra estrategia para la síntesis de material por PLD se basa en el ajuste de las propiedades del material en un enfoque de abajo arriba al controlar cuidadosamente la dinámica del plasma generado en el proc....
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Protocolo
1. Preparación del soporte
- Cortar 1 cm x 1 cm sustratos de silicio de una oblea de Si, el silicio es bueno para la caracterización SEM (vista en planta y sección transversal).
- Cortar 1 cm x 1 cm de vidrio (de sosa y cal, 1 mm de espesor), el vidrio es óptima para la caracterización óptica y eléctrica.
- Si los contactos se necesitan sobre sustratos de vidrio, contactos Au puede ser evaporado en vacío mediante el uso de una máscara. Depósito 10 nm de Cr como capa intermedia para mejorar la adhesión de Au, depósito de 50 nm de Au.
- Cortar 1 cm x 1 cm de la muestra de polímero (por ejemplo, etileno tetrafluoroetileno, ETFE)....
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Resultados
La deposición de AZO por PLD en atmósfera de oxígeno produce compactos películas transparentes conductoras a baja presión de gas de fondo (es decir, 2 Pa) y mesoporosos como bosques estructuras constituidas por agrupaciones jerárquicamente reunidos a altas presiones (es decir, 160 Pa). El material está constituido por los dominios nanocristalinos cuyo tamaño es máximo (30 nm) a 2 Pa 22.
Debido a las colisiones entre las especies de ablación y el gas de fondo, la .......
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Discusión
La forma de pluma de plasma está estrechamente relacionado con el proceso de ablación, especialmente en presencia de un gas, el seguimiento de la pluma de plasma mediante inspección visual es importante para controlar la deposición. Al depositar un óxido de metal mediante la ablación de un blanco de óxido, el oxígeno es necesario para compensar las pérdidas de oxígeno durante el proceso de ablación. Al disminuir la presión de oxígeno de gas de fondo, el material depositado puede tener vacantes de oxígeno. Este efecto se.......
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Divulgaciones
No hay conflictos de interés declarado.
Materiales
| Nombre | Empresa | Número de catálogo | Comentarios |
|---|---|---|---|
| Nombre del reactivo / material | Empresa | Número de Catálogo | |
| Láser Pulsado | Continuum-Quantronix | Powerlite 8010 | |
| Medidor de potencia | Coherente | FieldMaxII-A | |
| Ion Gun | Mantis Dep | RFMax60 | |
| Controlador de flujo de masa | Mks | 2179 ° | |
| Microbalanza de cristal de cuarzo | Infcon | XTC / 2 | |
| Antecedentes gas | Rivoira-Praxair | 5.0 oxígeno | |
| Objetivo | Kurt Lesker | (Hecho a pedido) | |
| Isopropanol | Sigma Aldrich | 190764-2L | |
| Fuente metros | Keithley | K2400 | |
| Magnet Kit | Ecopia | 0.55T-Kit | |
| Espectrofotómetro | PerkinElmer | Lambda 1050 |
Referencias
- Pulsed Laser Deposition of Thin Films. Chrisey, D. B., Hubler, G. K. , John Wiley & Sons. New York. (1994).
- Lowndes, D. H., Geohegan, D. B., Puretzky, A. A., Norton, D. P., Rouleau, C. M. Synthesis of novel thin-film materials by pulsed laser deposition. Science. 273, 898(1996).
- Di Fonzo, F., Bailini, A., Russo, V., Baserga, A., C....
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Reimpresiones y permisos
