Name: Reaktif Püskürtme Ile Yatırılan Niyöyum Oksit Filmler: Oksijen Akış Hızının Etkisi (Video) | JoVE Journal
Uploaded: 2019-09-28T14:30:00.000+00:00
Duration: 8 min 23 s
Description: Keşfedin reaktif püskürtme ile niyobyum oksit film kaplama yöntemini ve oksijen akış hızının perovskit güneş pillerinde elektron taşıma katmanı özelliklerine etkisini.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Çalışma Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP), Centro de Desenvolvimento de Materiais Cerâmicos (CDMF- FAPESP Nº 2013/07296-2, 2017/11072-3, 2013/09963-6 ve 2017/18916-2). PL ölçümleri için Profesör Máximo Siu Li'ye özel teşekkür.

1. Gravür ve substrat temizleme
<ol><li>Bir cam kesme sistemi kullanarak, florür ince oksit (FTO) 2,5 x 2,5 cm yüzeyler oluşturur.</li>
	<li>Bir tarafı 0,5 cm açıkta bırakarak termal bant ile substrat yüzeyinin bir kısmını koruyun.</li>
	<li>Maruz kalan FTO'nun üstüne az miktarda çinko tozu (kazınacak alanı kaplamaya yetecek kadar) yatırın ve tüm çinko tozu reaksiyon tarafından tüketilene kadar konsantre hidroklorik asiti (HCl) yavaşça çinko tozuna bırakın. Hemen sonra, deiyonize (DI) su ile substrat durulayın. DİkKAT: Bol miktarda hidrojen gazı çinko ve HCl reaksiyonundan oluşur.</li>
	<li>Bandı çıkarın ve küçük bir fırça kullanarak DI su ve sabunla yıkayın. NOT: Fırça, banttan bazı artık tutkalların çıkarılmasına yardımcı olur.</li>
	<li>Bir sabun çözeltisi (su% 50) kazıntlı substrat bırakın ve bir ultrasonicate banyoda 15 dakika bekletin. Sonra, DI suda 15 dakika sonicate (2 kez), aseton 10 dakika daha ve son olarak 10 dk izopropil alkol izledi. Substratı azot gazı ile kurutun.</li>
</ol>2. Niyobyum oksit filmlerinin birikimi
<ol><li>Her iki tarafı da 0,5 cm koruyan bir gölge maskesi ile substrat düzeltin. NOT: FTO'nun kazındığı tarafta, hücre yi kurarken kısa devreleri önlemek için FTO'nun kapsandığının belgelendirilmesi önemlidir.</li>
	<li>Püskürtme odasına substrat tanıtın ve oda mühür.</li>
	<li>Mekanik pompayı çalıştır. İlk 10 dakika içinde, pompalama geliştirmek için yağ ve serbest su ısıtmak için kaba lama konumuna 3 yönlü vana değiştirin. Basınç 6 x 10-2 Torr olana kadar birincil pompa tek başına çalışır.</li>
	<li>3 yönlü valfi destek konumuna getirin ve turbo moleküler pompayı açın. Moleküler pompa başladıktan sonra, vakum pompası girişindeki kapı vanasını açın. Basınç 3 x 10-6 torr ulaştığında biriktirme başlar. NOT: Moleküler pompabaşlamadan önce, birincil vakum 6 x 10-2 torr daha iyi olmalıdır, ancak, pompa yağı ile oda kontamine önlemek için 5 x 10-2 torr daha yüksek olmamalıdır.</li>
	<li>Vakum 5 x 10-5 torr ulaştığında, su soğutucu sistemini açın ve substrat ısıtma sistemini açın. Sıcaklığı 500 °C olarak ayarlayın. Sıcaklığı yavaş yavaş artırın, istenilen değere ulaşana kadar her 5 dakikada bir 100 °C.</li>
	<li>Gazparametrelerini birikintide kullanılacak şekilde ayarlayın: 40 sccm argon ve 3 ila 10 sccm oksijen. NOT: Oksijen akış hızı her birikiminde farklıydı: 3, 3.5, 4 ve 10 sccm. Oksijen niyoyum oluşturan niyonoksit ile reaksiyona girer.</li>
	<li>Hazneüzerine argon takın ve basıncı 5 x 10-3 torr'a ve radyo frekansını (RF) 120 W'ye ayarlayın. Plazma nın başlaması durumunda, 2 x 10-2 Torr'a ulaşana kadar basıncı yavaşça artırın. Bu basınçta plazma başlamalı. Pompalama hızını değiştirmek için açılabilir veya kapatılabilir bir kapı valfi kullanarak basıncı ayarlayın.</li>
	<li>Yüzeyinde bulunan herhangi bir oksit tabakasını temizletmek için plazmayı 120 W'da 10 dakika bekletin. NOT: Hedef temizlerken, substrat deklanşörü herhangi bir malzeme birikiminden substratı korumak için kapalı tutulur.</li>
	<li>Stabilizasyondan sonra odaya oksijen verin, radyo frekansı gücünü 240 W'a ayarlayın ve substrat deklanşöre açın. İfade başlar. İfade süresini, biriktirme oranını belirleyen önceki çalışmalara göre 100 nm'lik son kalınlığa göre ayarlayın. Her biriktirme durumu için farklı bir biriktirme oranı beklenmektedir, bu nedenle ifade süresi de farklıdır.</li>
	<li>Biriktirme süresi tamamlandıktan sonra deklanşörü hemen kapatın, RF'yi kapatın, gazları kapatın ve substrat sıcaklığını oda sıcaklığına düşürün.</li>
	<li>Substrat sıcaklığı oda sıcaklığına ulaştığında, ortam basıncını yeniden kurmak ve odayı açmak için hava tanıtın... NOT: Genellikle sistemin 40 °C sıcaklığa ulaşması 4 saat sürer.</li>
</ol>3. Güneş pillerinin oluşturulması
<ol><li>Cihazların oluşturulmasında kullanılan çözümlerin hazırlanması<ol>
<li>TiO2 macunu çözeltisi: 1 mL DI suda 150 mg TiO2 macunu karıştırın. Kullanmadan önce 1 gün karıştırın. NOT: Süspansiyonun her zaman homojen olduğundan emin olmak için kullanmadığınız da süspansiyonu karıştırmaya devam edin.</li>
		<li>420 mg PbI2'yi 1 mL'de susuz dimetilformamid'in 1 mL'inde karıştırarak kurşun iyodür çözeltisini (PbI2)hazırlayın. Sadece susuz çözücüler kullanın.</li>
		<li>1 mL izopropil alkole (IPA) 8 mg CH3NH3I ekleyerek metilamonyum iyodür (CH3NH3I) çözeltisini hazırlayın. NOT: IPA'daki su içeriği %0,0005'ten az olmalıdır.</li>
	</ol>
</li>
	<li>Mevduat TiO2 mesogözenyum tabakası niyobyum oksit tabakasının üstüne 30 s için 4.000 rpm bir spin coater kullanarak.</li>
	<li>Adımları izleyerek fırının üzerine substrat koyun: 270 °C 30 dk için; 30 dk için 370 °C ve 1 saat için 500 °C. Fırın oda sıcaklığına ulaşana kadar bekleyin ve substratı çıkarın. NOT: Isıl işlem, hamurun organik kısmını çürütür ve filmin üzerinde gözenekli bir tabaka bırakır.</li>
	<li>TiO2 mesogözenyumunun üzerine 90 s için 6.000 rpm'de bir spin katör kullanarak iki kat PbI2 koyun ve her bir ikilat tan sonra substratı 70 °C'de 10 dakika sıcak bir tablaya koyun. NOT: PbI2 birikimi saf azot veya argon dolu ve kontrollü atmosfere sahip bir torpido kutunun içinde olmalıdır (su ve oksijen < 0.1 ppm).</li>
	<li>CH3NH3I çözeltisini yatırın. PbI2üzerine0,3mL CH 3 NH3I çözeltisi bırakın, 20 s bekleyin ve sonra 30 s. 10 dakika boyunca 100 °C'de bir sıcak plaka üzerine substrat koyun 4.000 rpm spin. NOT: CH3NH3I ifadesi bir torpido kutusunun içinde olmalıdır. CH3NH3I çözeltisinin toplam miktarı tek bir adımda hızlı bir şekilde düşürülmelidir.</li>
	<li>Spiro-OMeTAD çözeltisini perovskit tabakasının üzerine 30 s. için 4.000 rpm spin kaplama ile yatırın. NOT: Spiro-OMeTAD birikimi bir torpido taşının içinde olmalıdır. Birikmeden sonra, spiro-OMeTAD'ı oksitletmek için substratı bir gecede oksijen atmosferinde bırakmak önemlidir.</li>
	<li>5 nm ulaşınve sonra 1 A/s oranı artırmak kadar 0,2 A/s oranında bir gölge maskesi kullanarak altın temas 70 nm buharlaşın. NOT: Hücre üzerinden altın difüzyonu önlemek için başlangıçta yavaş bir hız kullanmak önemlidir.</li>
</ol>

<ol><li>Wasa, K., Kitabatake, M., Adachi, H. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aWasa%2C+K+%22Thin+film+materials+technology+%3A+sputtering+of+compound+materials%22">Thin film materials technology : sputtering of compound materials</a>. , William Andrew Pub. (2004).</li>
<li>Kelly, P. J., Arnell, R. D. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Magnetron+sputtering%3A+A+review+of+recent+developments+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Vacuum%22%5BJournal%5D)">Magnetron sputtering: A review of recent developments and applications.</a> Vacuum. 56, 159-172 (2000).</li>
<li>Chen, W. -C., Peng, C. Y., Chang, L. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heteroepitaxial+growth+of+TiN+film+on+MgO+%28100%29+by+reactive+magnetron+sputtering%5BTitle%5D)+AND+%22Nanoscale+Research+Letters%22%5BJournal%5D)">Heteroepitaxial growth of TiN film on MgO (100) by reactive magnetron sputtering.</a> Nanoscale Research Letters. 9, 551(2014).</li>
<li>Guo, Q. X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Heteroepitaxial+growth+of+gallium+nitride+on+%28+1+1+1+%29+GaAs+substrates+by+radio+frequency+magnetron+sputtering%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Crystal+Growth%22%5BJournal%5D)">Heteroepitaxial growth of gallium nitride on ( 1 1 1 ) GaAs substrates by radio frequency magnetron sputtering.</a> Journal of Crystal Growth. 239, 1079-1083 (2002).</li>
<li>Berg, S., Nyberg, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Fundamental+understanding+and+modeling+of+reactive+sputtering+processes%5BTitle%5D)+AND+%22Thin+Solid+films%22%5BJournal%5D)">Fundamental understanding and modeling of reactive sputtering processes.</a> Thin Solid films. (476), 215-230 (2005).</li>
<li>Wong, M. S., Sproul, W. D., Chu, X., Barnett, S. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Reactive+magnetron+sputter+deposition+of+niobium+nitride+films%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+Vacuum+Science+%26+Technology+A%3A+Vacuum%2C+Surfaces+and+Films%22%5BJournal%5D)">Reactive magnetron sputter deposition of niobium nitride films.</a> Journal Vacuum Science & Technology A: Vacuum, Surfaces and Films. 11, 1528-1533 (2002).</li>
<li>Zoita, C. N., Braic, L., Kiss, A., Braic, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Characterization+of+NbC+coatings+deposited+by+magnetron+sputtering+method%5BTitle%5D)+AND+%22Surface+and+Coatings+Technology%22%5BJournal%5D)">Characterization of NbC coatings deposited by magnetron sputtering method.</a> Surface and Coatings Technology. 204, 2002-2005 (2010).</li>
<li>Nico, C., Monteiro, T., Graça, M. P. F. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Niobium+oxides+and+niobates+physical+properties%3A+Review+and+prospects%5BTitle%5D)+AND+%22Progress+in+Materials+Science%22%5BJournal%5D)">Niobium oxides and niobates physical properties: Review and prospects.</a> Progress in Materials Science. 80, 1-37 (2016).</li>
<li>Aegerter, M. A., Schmitt, M., Guo, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sol-gel+niobium+pentoxide+coatings%3A+Applications+to+photovoltaic+energy+conversion+and+electrochromism%5BTitle%5D)+AND+%22International+Journal+of+Photoenergy%22%5BJournal%5D)">Sol-gel niobium pentoxide coatings: Applications to photovoltaic energy conversion and electrochromism.</a> International Journal of Photoenergy. 4, 1-10 (2002).</li>
<li>Fernandes, S. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Hysteresis+dependence+on+CH3NH3PbI3+deposition+method+in+perovskite+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Proceedings+of+SPIE+-+International+Society+for+Optics+and+Photonics%22%5BJournal%5D)">Hysteresis dependence on CH3NH3PbI3 deposition method in perovskite solar cells.</a> Proceedings of SPIE - International Society for Optics and Photonics. 9936, 9936(2016).</li>
<li>Fernandes, S. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nb2O5hole+blocking+layer+for+hysteresis-free+perovskite+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Materials+Letters%22%5BJournal%5D)">Nb2O5hole blocking layer for hysteresis-free perovskite solar cells.</a> Materials Letters. 181, 103-107 (2016).</li>
<li>Hamada, K., Murakami, N., Tsubota, T., Ohno, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Solution-processed+amorphous+niobium+oxide+as+a+novel+electron+collection+layer+for+inverted+polymer+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Chemical+Physics+Letters%22%5BJournal%5D)">Solution-processed amorphous niobium oxide as a novel electron collection layer for inverted polymer solar cells.</a> Chemical Physics Letters. 586, 81-84 (2013).</li>
<li>Aegerter, M. a <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Sol-gel+niobium+pentoxide%3A+A+promising+material+for+electrochromic+coatings%2C+batteries%2C+nanocrystalline+solar+cells+and+catalysis%5BTitle%5D)+AND+%22Solar+Energy+Materials+and+Solar+Cells%22%5BJournal%5D)">Sol-gel niobium pentoxide: A promising material for electrochromic coatings, batteries, nanocrystalline solar cells and catalysis.</a> Solar Energy Materials and Solar Cells. 68, 401-422 (2001).</li>
<li>Rani, R. A., Zoolfakar, A. S., O'Mullane, A. P., Austin, M. W., Kalantar-Zadeh, K. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thin+films+and+nanostructures+of+niobium+pentoxide%3A+fundamental+properties%2C+synthesis+methods+and+applications%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+Materials+Chemistry+A%22%5BJournal%5D)">Thin films and nanostructures of niobium pentoxide: fundamental properties, synthesis methods and applications.</a> Journal Materials Chemistry A. 2, 15683-15703 (2014).</li>
<li>Foroughi-Abari, A., Cadien, K. C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Growth%2C+structure+and+properties+of+sputtered+niobium+oxide+thin+films%5BTitle%5D)+AND+%22Thin+Solid+Films%22%5BJournal%5D)">Growth, structure and properties of sputtered niobium oxide thin films.</a> Thin Solid Films. 519, 3068-3073 (2011).</li>
<li>Numata, Y., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nb-doped+amorphous+titanium+oxide+compact+layer+for+formamidinium-based+high+efficiency+perovskite+solar+cells+by+low-temperature+fabrication%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+Materials+Chemistry+A%22%5BJournal%5D)">Nb-doped amorphous titanium oxide compact layer for formamidinium-based high efficiency perovskite solar cells by low-temperature fabrication.</a> Journal Materials Chemistry A. 6, 9583-9591 (2018).</li>
<li>Graça, M. P. F., Meireles, A., Nico, C., Valente, M. A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nb2O5+nanosize+powders+prepared+by+sol-gel+-+Structure%2C+morphology+and+dielectric+properties%5BTitle%5D)+AND+%22Journal+of+Alloys+and+Compounds%22%5BJournal%5D)">Nb2O5 nanosize powders prepared by sol-gel - Structure, morphology and dielectric properties.</a> Journal of Alloys and Compounds. 553, 177-182 (2013).</li>
<li>Kogo, A., Numata, Y., Ikegami, M., Miyasaka, T. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nb+2+O+5+Blocking+Layer+for+High+Open-circuit+Voltage+Perovskite+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Chemistry+Letters%22%5BJournal%5D)">Nb 2 O 5 Blocking Layer for High Open-circuit Voltage Perovskite Solar Cells.</a> Chemistry Letters. 44, 829-830 (2015).</li>
<li>Ueno, S., Fujihara, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Effect+of+an+Nb2O5+nanolayer+coating+on+ZnO+electrodes+in+dye-sensitized+solar+cells%5BTitle%5D)+AND+%22Electrochimica+Acta%22%5BJournal%5D)">Effect of an Nb2O5 nanolayer coating on ZnO electrodes in dye-sensitized solar cells.</a> Electrochimica Acta. 56, 2906-2913 (2011).</li>
<li>Fernandes, S. L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Exploring+the+Properties+of+Niobium+Oxide+Films+for+Electron+Transport+Layers+in+Perovskite+Solar+Cells%5BTitle%5D)+AND+%22Frontiers+in+Chemistry%22%5BJournal%5D)">Exploring the Properties of Niobium Oxide Films for Electron Transport Layers in Perovskite Solar Cells.</a> Frontiers in Chemistry. 7, 1-9 (2019).</li>
<li>Shirani, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Tribologically+enhanced+self-healing+of+niobium+oxide+surfaces%5BTitle%5D)+AND+%22Surface+and+Coatings+Technology%22%5BJournal%5D)">Tribologically enhanced self-healing of niobium oxide surfaces.</a> Surface and Coatings Technology. 364, 273-278 (2014).</li>
<li>Yan, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Nb2O5%2FTiO2+heterojunctions%3A+Synthesis+strategy+and+photocatalytic+activity%5BTitle%5D)+AND+%22Applied+Catalysis+B%3A+Environmental%22%5BJournal%5D)">Nb2O5/TiO2 heterojunctions: Synthesis strategy and photocatalytic activity.</a> Applied Catalysis B: Environmental. 152 (1), 280-288 (2014).</li>
</ol>

Yazarların açıklayacak bir şeyi yok.

Bu çalışmada hazırlanan niyonoksit filmleri perovskit güneş hücrelerinde elektron taşıma tabakası olarak kullanılmıştır. Bir elektron taşıma katmanı için gerekli olan en önemli özellik, rekombinasyon, delikleri bloke etme ve etkin elektronların aktarılmasını önlemektir.
Bu bakımdan yoğun ve kompakt filmler ürettiği için reaktif püskürtme tekniğinin kullanımı avantajlıdır. Ayrıca, daha önce de belirtildiği gibi, sol-jel ile karşılaştırıldığında, anodizasyon, hidrotermal ve kimyasal buhar biriki...

Püskürtme tekniği yaygın olarak yüksek kaliteli filmler yatırmak için kullanılır. Aynı zamanda mekanik özellikleri nin iyileştirilmesi için yüzey kaplama kullanılan rağmen ana uygulama, yarı iletken sektöründe, ve yansıtıcı katmanları1. Püskürtmenin en büyük avantajı farklı yüzeylerin üzerine farklı malzemeler yatırma imkanıdır; iyi tekrarlanabilirlik ve biriktirme parametreleri üzerinde kontrol. Püskürtme tekniği, kimyasal buhar birikimi (CVD), moleküler ışın epitaksisi (MBE) ve atomik tabaka birikimi (ALD) gibi diğer biriktirme yöntemleriile karşılaştırıldığında, geniş alanlar üzerinde iyi yapışma ve düşük maliyetli homojen filmlerin birikmesine olanak sağlar 1,2. Genellikle, yarı iletken filmler püskürtme tarafından yatırılan amorf veya polikristalin, ancak, püskürtme tarafından epitaksial büyüme bazı raporlar vardır3,4. Bununla birlikte, püskürtme işlemi son derece karmaşık ve parametre aralığı geniş5, bu nedenle yüksek kaliteli filmler elde etmek için, sürecin iyi bir anlama ve parametre optimizasyonu her malzeme için gereklidir.
Fışkırtma tarafından niyobyum oksit filmlerin birikimi hakkında raporlama çeşitli makaleler vardır, yanı sıra niyobyum niyobyan6 ve niyobyum karbür7. Nb-oksitler arasında, niyobyum pentoksit (Nb2O5)geniş polimorfizm sergileyen şeffaf, hava kararlı ve suda çözünmez bir malzemedir. Bu 3,1 ila 5,3 eV arasında değişen bant boşluğu değerleri ile bir n-tipi yarı iletken, bu oksitler uygulamaları geniş bir yelpazede veren8,9,10,11,12,13 ,14,15,16,17,18,19. Nb2O5, karşılaştırılabilir elektron enjeksiyon verimi ve titanyum dioksitle karşılaştırıldığında daha iyi kimyasal stabilitesi nedeniyle perovskit güneş hücrelerinde kullanılacak umut verici bir malzeme olarak büyük ilgi çekmiştir (TiO2). Buna ek olarak, Nb2O5 bant boşluğu hücrelerin açık devre gerilimi artırabilir (Voc)hücrelerin 14.
Bu çalışmada, Nb2O5 farklı oksijen akış hızları altında reaktif püskürtme ile yatırıldı. Düşük oksijen akış hızlarında, filmlerin iletkenliği doping kullanılmadan artırıldı, bu da sistemde kirlere yol açan. Bu filmler perovskit güneş hücrelerinde elektron taşıma katmanı olarak kullanılmıştır ve bu hücrelerin performansını arttırdı. Oksijen miktarının azaltılmasının oksijen boşluklarının oluşumunu tetiklediği ve bu da güneş hücrelerine giden filmlerin iletkenliğini daha iyi verimlilikle arttırdığı bulunmuştur.

<table><tbody><tr><td>2-propanol</td><td>Merck</td><td>67-63-0</td><td>çözücü, maksimum% 0.005 H 2 O</td></tr><tr><td>4-tert-butilpiridin</td><td>Sigma Aldrich</td><td>3978-81-2</td><td>kimyasal,% 96 saflıkta</td></tr><tr><td>asetonitril</td><td>Sigma Aldrich</td><td>75-05-8</td><td>susuz çözücü,% 99.8 saflıkta</td></tr><tr><td>bis (triflorometan) sülfonimid lityum tuzu</td><td>Sigma Aldrich</td><td>90076-65-6</td><td>&ge ile kimyasal; % 99,95 saflıkta</td></tr><tr><td>klorobenzen</td><td>Sigma Aldrich</td><td>108-90-7</td><td>susuz çözücü,% 99,8 saflıkta</td></tr><tr><td>etanol</td><td>Sigma Aldrich</td><td>200-578-6</td><td>çözücü</td></tr><tr><td>Flor katkılı kalay oksit (SnO2: F) cam alt tabaka</td><td>Solaronix</td><td>TCO22-7 / LI</td><td>alt tabaka filmleri biriktirmek için alt tabaka</td></tr><tr><td>Kaptom bant</td><td>Usinainfo</td><td>04227</td><td>alt tabakaları</td></tr> <tr><td>kaplamak için kullanılan termal bantKurt J Lesker magnetron püskürtme sistemi</td><td>Kurt J Lesker</td><td>------</td><td>Kompakt filmleri biriktirmek için kullanılan püskürtme ekipmanı</td></tr><tr><td>Kurşun (II) iyodür</td><td>Alfa Aesar</td><td>10101-63-0</td><td>PbI2 tuz-% 99.998 saflıkta</td></tr><tr><td>metilamonyum iyodür</td><td>Boyasol</td><td>14965-49-2</td><td>CH < alt > 3 NH 3I tuzu</td></tr><tr><td>N2, N2, N2&prime; , N 2 ve prime; , N 7, N7, N7 ve prime; , N 7 & prime; -octakis (4-metoksifenil)-9,9&prime;-spirobi [9H-floren]-2,2&prime;,7,7&prime;-tetramin</td><td>Sigma Aldrich</td><td>207739-72-8</td><td>Spiro-OMeTAD tuzu,% 99 saflıkta</td></tr><tr><td>Niyobyum hedefi 3 "</td><td>CBMM- Brezilya Metalurji ve Madencilik Şirketi------</td><td></td> <td>püskürtme sisteminde kullanılan niyobyum püskürtme hedefi</td></tr>, <tr><td>N-N dimetilformamid</td><td>Merck</td><td>68-12-2</td><td>çözücü, maksimum% 0.003 H2O</td></tr><tr><td>TiO2 macunu</td><td>Dyesol</td><td>DSL 30NR-D</td><td>titanyum dioksit macunu</td></tr><tr><td>tris (2- (1H-pirazol-1-il) -4-tert-butilpiridin) kobalt (III) tri[bis( triflorometan)sülfonimid]</td><td>Boyasol</td><td>329768935</td><td>FK 209 Co(III) TFSL tuzu</td></tr></tbody></table>

reaktif püskürtme ile yatırılan niyöyum oksit filmler: oksijen akış hızının etkisi

Niobium Oxide Films Deposited by Reactive Sputtering: Effect of Oxygen Flow Rate

Reaktif püskürtme mükemmel homojenlik ile kompakt filmler oluşturmak için kullanılan çok yönlü bir tekniktir. Buna ek olarak, bileşimve böylece film gerekli özellikleri değişikliklere neden gaz akış hızı gibi biriktirme parametreleri üzerinde kolay kontrol sağlar. Bu raporda, reaktif püskürtme niobium oksit filmleri yatırmak için kullanılır. Bir niyon hedef metal kaynağı ve farklı oksijen akış oranları niobium oksit filmleri yatırmak için kullanılır. Oksijen akış hızı 3'ten 10 sccm'ye değiştirildi. Düşük oksijen akış hızları altında biriken filmler daha yüksek elektriksel iletkenlik göstermek te ve elektron taşıma katmanı olarak kullanıldığında daha iyi perovskit güneş pilleri sağlar.

Püskürtme sisteminde, biriktirme hızı oksijen akış hızından güçlü bir şekilde etkilenir. Oksijen akışı arttığında biriktirme oranı azalır. Kullanılan hedef alanın mevcut koşulları ve plazma gücü göz önüne alındığında, 3-4 sccm arasında biriktirme hızında anlamlı bir azalma olduğu, ancak oksijen 4'ten 10 sccm'ye yükseltildiğinde daha az belirgin hale geldiği görülmektedir. 3 sccm rejiminde biriktirme oranı 1.1 nm/s olup, Şekil 1'degörüldüğü gibi 10 sccm için aniden 0,1 nm/s'ye düşmektedir.</p...

Burada, perovskit güneş hücrelerinde elektron taşıma tabakası olarak kullanılmak üzere farklı oksijen akış hızları ile reaktif püskürtme ile niobyum oksit filmleri birikimi için bir protokol sunuyoruz.

Reaktif Püskürtme Ile Yatırılan Niyöyum Oksit Filmler: Oksijen Akış Hızının Etkisi

Reactive sputtering is a versatile technique used to form compact films with excellent homogeneity. In addition, it allows easy control over deposition ...

Reaktif püskürtme tekniğinde, niyobyum oksit dumanının farklı stokiyometre ve tercihlerle birikmesine olanak tanıyan parametrelerin ince bir kontrolü ne olabilir. Bu tekniğin en büyük avantajı, homojen dumanların geniş alanlar üzerinde iyi yapışma ve düşük maliyetle ve düşük üretim engelleriyle birikmesidir. Her adıma dikkat etmek ve herhangi bir atlamak değil önemlidir.Ekipman Ve dumanın son görünümünü işlemek için nasıl fark iyi bir ifade elde etmek için yardımcı olur. Bir tarafı açıkta bırakarak, bir termal bant ile substrat yüzeyini koruyarak başlayın. Maruz kalan florür ince oksit üstüne kazınacak alanı kapsayacak kadar çinko tozu yatırın.Sonra yavaş yavaş tüm çinko tozu reaksiyon tarafından tüketilen kadar konsantre hidroklorik asit bırakın. Hemen iyonize su ile substrat yıkayın. Kaseti çıkarın.Ve 15 dakika boyunca sabun ile substrat sonicate, su, aseton iki kez takip, ve izopropanol alkol. Bir metal gölge maskesi ile substrat sabitleme sonra, püskürtme odasına substrat yerleştirin. Hazneyi mühürledikten sonra, mekanik pompayı çalıştırın ve turbo moleküler pompayı açın.Vakum negatif beş torr beş kez 10 ulaştığında, su soğutucu sistemi açın ve substrat ısıtma sistemi açın. Sıcaklığı 500 dereceye ayarlayın, istenilen değere ulaşana kadar her beş dakikada bir 100 santigrat derece artırın. Argon'u 40 SCCM'ye, oksijeni de dakikada üç standart santimetreküpe ayarlayın.Odaya argon getirin. Basıncı negatif üç torr'a beş kat 10'a, radyo frekansını da 120 watt'a ayarlayın. Radyo frekansını aç.Frekansı gerektiği gibi ayarlamak için empedans eşleştirme kutusunu kullanma. Plazma başlamazsa, negatif iki torr iki kez 10 ulaşana kadar yavaş yavaş basıncı artırın. Basıncı ayarlamak için pompalama hızını değiştirmek için açılabilir veya kapatılabilir bir kapı vanası kullanarak.Plazmayı 10 dakika boyunca 120 watt'ta tutun ve yüzeyinde bulunan oksit tabakasını temizleyin. Stabilizasyondan sonra, oksijeni odaya tanıtın, RF gücünü 240 watt'a ayarlayın ve substrat deklanşöre açın. 100 nanometre lik son kalınlığa ulaşmak için biriktirme süresini başlatın ve biriktirme süresini ayarlayın.İfade tamamlanır tamamlanmaz, deklanşörü kapatın, radyo frekansını kapatın, gazları kapatın ve substrat sıcaklığını düşürün. Substrat sıcaklığı oda sıcaklığına ulaştığında, odayı açmadan ve substrat çıkarmadan önce ortam basıncını yeniden kurmak için hava tanıtın. Güneş pili yapımı için, bir bant parçası ile substrat her iki tarafı korumak ve niobium oksit tabakası üzerine bir mesoporous titanyum dioksit tabakası yatırmak için 30 saniye boyunca dakikada 4.000 rotasyonbir spin coater kullanın.Daha sonra substratı belirtilen ısınma sırasına göre fırına yerleştirin. Fırın oda sıcaklığına ulaştığında, 90 saniye boyunca dakikada 6.000 dönüşte titanyum dioksit tabakasına iki kat kurşun iyodür biriktirmek için spin coater'ı kullanın. Her bir adede battıktan sonra 10 dakika boyunca bir sıcak plaka veya 70 santigrat derece üzerine substrat yerleştirerek.Isıl işlemden sonra, kurşun iyodür katmanları üzerine 300 mililitre metilamonyum iyodür çözeltisi bırakın ve dakikada 4,000 dönüşte 30 saniye dönmeden önce 20 saniye bekleyin. Spinin sonunda, 100 santigrat derecede 10 dakika sıcak bir tabla üzerine substrat yerleştirin, 30 saniye boyunca dakikada 4, 000 rotasyonlarda spin coater'da spiro OMetTAD çözeltisini perovskit tabakasının üzerine yatırmadan önce. Daha sonra Spiro OMetTAD okside etmek için havada bir gecede desiccator filmler saklayın.Ertesi sabah, FTO ortaya çıkarmak için perovskit filmi çizik. Kalınlığı beş nanometre ulaşana kadar saniyede 0,2 angstroms oranında bir buharlaştırıcı makinede altın temas yatırmak için bir gölge maskesi kullanın, altın temas 17 nanometre elde etmek için saniyede bir angstrom oranını artırmadan önce. O zaman hücre test edilmeye hazır.Püskürtme sisteminde, biriktirme hızı oksijen akışı ndan güçlü bir şekilde etkilenir ve oksijen akışı arttığında azalır. Örneğin, üç ila dört SCCM arasında, biriktirme hızında anlamlı bir düşüş vardır. Oksijen artırıldığında, dört ten 10 SCCM ancak biriktirme oranı daha az belirgin hale gelir.Oluşan niyyon oksit fazoksijen akış hızına bağlıdır, ve az üç SCCM niyonyum dioksit akışları için oluşan ana fazdır. 3,5 SCCM'den eşit veya daha yüksek akışlarda oksijen hacmi niyonik dioksit üretmek için çok yüksektir. Bunun yerine niyonpentoksit ana faz olarak gözlenir.Elektron mikroskopisi görüntüleri, üç nokta beş, dört ve 10 SCCM'de biriken filmlerin nano metrik küresel parçacıklarını göstermektedir. Buna karşılık film üç SCCM yatırılan levha şeklinde parçacıklar ortaya koymaktadır. Farklı oksijen akış hızlarında reaktif püskürtme ile biriken filmler farklı elektriksel özellikleri göstermektedir.Üç SCCM oksijen kullanıldığında filmlerin iletkenliği artar. Oksijen akış hızı üç nokta beş, dört veya 10 SCCM artırıldığında, iletkenlik bir azalma gözlenir. Perovskit güneş hücrelerinin performansı da kullanılan niyofyum oksit bağlıdır.Üç noktada nisbeten elektron taşıma katmanları ile yapılan bir hücre olarak beş sccm en yüksek kısa devre akımı ile en iyi performansa sahiptir. Niyofyum oksit filmlerinin birikimine başlamadan önce tüm parametrelerin doğru şekilde ayarlıp ayarlılmadan önce olup olmadığını kontrol etmeyi unutmayın. Niobium oksitler filmler de neden kimyasal çözeltiler erteleyen olabilir.Ancak, metal farklı stoiyometri birikimine izin vermez. Niyofyum oksit dumanlarının iletkenliğinin perovskit güneş hücrelerinin performansını nasıl etkilediğini analiz eden parçaların geliştirilmesidir. Perovskit birikimi için kimyasalları kullanırken dikkatli olun ve tüm laboratuvar güvenlik kurallarına uyun.

niobium-oxide-films-deposited-reactive-sputtering-effect-oxygen-flow

Research

JoVE Journal

Chemistry

Kimya

Biz bir arka plan gaz varlığında nanosaniye Pulsed Lazer Biriktirme (PLD) tarafından nanoyapılı oksit ince filmlerin yatırmak için deneysel yöntem açıklanmaktadır. Al katkılı ZnO (AZO) filmleri bu yöntemi kullanarak, kompakt hiyerarşik nano ağacı ormanları olarak yapılandırılmıştır için tevdi edilebilir.

Fabrikasyon Pulsed Lazer Biriktirme tarafından Transparent letken Oksitler Nano-mühendislik

Biz darbeli lazer birikimi (PLD), fotolitografi ve mikrometre ölçekli karmaşık oksitler cihazlar oluşturmak için tel bağlama tekniklerinin kullanılmasını açıklar. FLD epitaksiyel ince film büyümesi için kullanılmaktadır. Fotolitografi ve tel bağlama teknikleri ölçüm amaçlı pratik cihazlar oluşturmak için tanıtılmaktadır.

Mekansal Kapalı Karmaşık Oksitler Fabrikasyon

Çeşitli işlemler karmaşık oksit ince filmlerin epitaksiyal büyümesi için atomik tanımlı şablonlar hazırlamak özetlenmiştir. Tek kristal SrTiO 3 (001) ve DyScO 3 kimyasal işlemler (110), alt-tabakalar atomik olarak pürüzsüz, tek sonlu yüzeyler elde etmek için yapıldı. Ca 2 Nb 3 O 10 - nanosheets keyfi yüzeylerde atomik tanımlı şablonlar oluşturmak için kullanıldı.

Karmaşık Oksit İnce Filmlerin Epitaksiyel Büyüme için atomik Tanımlı Şablonlar

Bu rapor, oda sıcaklığında safir yüzeyler üzerine itriyum demir garnet kalın film aerosol birikimi gerçekleştirmek için özel olarak inşa edilen sistemin kullanımı anlatılmaktadır. yatırılan filmler tekniğin yetenekleri temsili bakışını vermek için taramalı elektron mikroskobu, profilometri ve ferromanyetik rezonans kullanılarak karakterize edilir.

Aerosol Birikimi Kullanarak Kalın Yoğun Yttrium Iron Garnet Filmleri oluşumu

Sünger benzeri ve kat benzeri Ni1-xNbxO nano tanecikleri kimyasal yağış tarafından sentezi için bir protokol sunulmuştur.

Nb2O5 sentezi için kimyasal yağış yöntemi toplu nikel katalizör yüksek belirli yüzey alanı ile modifiye

Vanadyum dioksit (VO2) ince filmler (100-1000 Å) Safir yüzeyler üzerinde atom katman ifade (ALD) tarafından oluşturuldu. Bunu, VO2metal-yalıtkan geçiş optik özellikleri ile karakterize. Ölçülen optik özellikleri, VO2tunable kırılma indisini tanımlamak için bir modeli oluşturuldu.

Atom katman birikimi Vanadyum dioksit ve sıcaklık-bağımlı optik manken

Yüksek kaliteli toplu ve ince film (Mg0.25(1-x)CoxNi0.25(1-x)Cu0.25(1-x)Zn0.25(1-x)) sentezi O ve (Mg0.25(1-x)Co0.25(1-x)Ni0.25(1-x)CuxZn0.25(1-x )) O entropi stabilize oksitler sunulur.

Toplu ve bileşimsel varyant entropi stabilize oksit ince Film sentezi

Burada, biz LSMO nano tanecikleri büyümek için bir protokol mevcut ve (Gd) BCO radyo frekansı (RF) tarafından tek-kristal yüzeylerde (001) SrTiO3 (STO) filmleri-SAÇTIRMA.

Radyo frekansı Magnetron GdBa2Cu3O7−δfışkırtması / La0,67Sr0,33MnO3 yarı bilayer Filmler SrTiO3 (STO) tek-kristal yüzeyler üzerinde

Oksit malzemeler, oksijen içeriğini ayarlayarak kontrol edilebilen birçok egzotik özellik gösterir. Burada, darbeli lazer biriktirme parametrelerini değiştirerek ve tavlama sonrası gerçekleştirerek oksitlerdeki oksijen içeriğinin ayarlanmasını gösteriyoruz. Örnek olarak, SrTiO3 tabanlı heteroyapıların elektronik özellikleri, büyüme modifikasyonları ve tavlama ile ayarlanır.

Büyüme ve tavlama sırasında oksijen boşluk kontrolü ile oksit özelliklerinin ayarlanması

Bu iletişim kuralı U2O5 ince filmler elde edilen in situ hazırlanması ultra yüksek vakum altında sunuyor. İşlem oksidasyon ve Redüksiyon UO2 filmleri atomik oksijen ve Atomik hidrojen, sırasıyla içerir.

U2O5 Film Hazırlık UO2 ifade doğru akım fışkırtması ve art arda gelen oksidasyon ve Redüksiyon atomik oksijen ve Atomik hidrojen ile üzerinden

Bu makalede, mg3n2 ve Zn3n2 ' nin Epitaksiyel filmlerinin, azot kaynağı ve optik büyüme izleme olarak N2 gaz Ile plazma destekli moleküler kiriş epitaxy tarafından MgO substratlar üzerinde büyümesi anlatılmaktadır.

Mg3n2 ve Zn3n2 Ince filmlerin plazma destekli moleküler ışın epitaxy büyümesi

Keşfedin reaktif püskürtme ile niyobyum oksit film kaplama yöntemini ve oksijen akış hızının perovskit güneş pillerinde elektron taşıma katmanı özelliklerine etkisini.

Reaktif Püskürtme Ile Yatırılan Niyöyum Oksit Filmler: Oksijen Akış Hızının Etkisi

Daha fazla video keşfet