Нетяга В. В., Водоп’янов В. М., Іванов В. І., Ткачук І. Г., Ковалюк З. Д.
Анотація
Методом інтеркаляції іонів сегнетоелектричної солі RbNO3 із її розплаву у шаруватий монокристал InSe отримано нанокомпозитний матеріал n-InSe<RbNO3>, який може бути використаний для виготовлення фотоконденсатора з високою питомою ємністю. Проведено рентгенівський аналіз структури, отримано АСМ-зображення поверхні шарів, виміряно діелектричні частотні характеристики зразків.
Встановлено, що інтеркальовані зразки InSe<RbNO3> зберігають монокристалічну структуру, а спектр рентгенівської дифрактограми свідчить про входження інтеркалянта в ван-дер-ваальсові щілини шаруватого монокристала InSe зі збільшенням параметрів кристалічної решітки. На АСМ-зображеннях поверхні шарів нанокомпозитного матеріалу спостерігаються острівці RbNO3 у вигляді нанорозмірних кілець. Висота острівців не перевищує ширини ван-дер-ваальсової щілини для InSe, яка становить ≈ 0,35 нм, а середній зовнішній діаметр кілець близько 50 нм.
Ансамбль нанокілець в площині (0001) шарів кристала характеризується високою поверхневою щільністю (109—1010 см–2). Таким чином, при виготовленні нанокомпозитного матеріалу для запропонованого фотоконденсатора використовуються фізичні явища самоорганізації наноструктур з іонною провідністю на поверхнях шарів з молекулярним типом зв'язку. Це дозволяє отримувати масиви нанорозмірних 2D-включень з іонною провідністю і з заданими геометричними розмірами, морфологією і просторовим розподілом в матриці шаруватого кристала.
Розроблений фотоконденсатор має високу питому електричну ємність, високий (близько 109) коефіцієнт перекриття по ємності при освітленні (відношення значень ємності структури, отриманих за освітлення та у темноті), здатний накопичувати електричний заряд, він може бути використаний як низьковольтний напівпровідниковий пристрій в оптоелектронних системах пам'яті, у фотоелектричних сенсорах, в перетворювачах світлової енергії та в накопичувачах електричної енергії.
Посилання
Bakhtinov A.P., Vodopyanov V.N., Kovalyuk Z.D., Netyaga V.V., Lytvyn O.S. Electrical properties of hybrid (ferromagnetic metal) — (layered semiconductor) Ni/p-GaSe structures. Semiconductors, 2010, vol. 44, iss. 2, pp. 171-183. https://dx.doi.org/10.1134/S1063782610020077
Bozhevol’nov V.B., Yаfyаsov A.M., Konorov P.P. [Formation of heterostructures based on cadmium-mercurytellurium compounds in a semiconductor-electrolyte system]. Prikladnaya Fizika, 2005, iss. 5, рр. 98-102 (Rus)
Kolbasov G.Yа., Gorodyskii A.V. Protsessy fotostimulirovannogo perenosa zaryаda v sisteme poluprovodnikelektrolit [Processes of photostimulated charge transfer in a semiconductor-electrolyte system]. Moscow, Nauka, 1993, 190 p. (Rus)
Schefold J., Vetter M. Solar energy conversion at the p-InP/vanadium3+/2+semiconductor/electrolyte contact a study based on differential capacitance and current-voltage data. Journal of the Electrochemical Society, 1994, vol. 141, no. 8, pp. 2040-2048. https://dx.doi.org/10.1149/1.2055057
Lee M.M., Teuscher J., Miyasaka T., Murakami T.N., Snaith H.J. Efficient hybrid solar cells based on meso-superstructured organometal halide perovskites. Science, 2012, vol. 333, no. 6107, pp. 643-647. https://dx.doi.org/10.1126/science.1228604
Zuev V.A., Popov V.G. Fotoelektricheskie MDPpribory [Photoelectric MIS devices]. Moskow, Sov. radio, 1983, 175 p. (Rus)
Medzhidov A.B., Muradov R.M., Mekhtieva S.I., Aliev I.M. [Capacitive characteristics of Ni-GeO-GaSe structures under illumination]. Izv. AN Azerb., ser. FTMN, 2003, vol. 23, no. 2, pp. 128-134. (Rus)
Bakhtinov A.P., Vodopyanov V.M., Kovalyuk Z.D., Netyaga V.V., Tkachuk I.G. [New nanocomposite ferroelectric materials–layered crystals of n-InSe and p-GaSe]. Nanosistemi, Nanomateriali, Nanotehnologii, 2017, vol. 15, no. 1, pp. 83-90. (Ukr)
Schimotani H., Asanuma H., Tsukazaki A., Ohtomo A., Kawasaki M., Iwasa Y. Insulator-to-metal transition in ZnO by electric double layer gating. Appl. Phys. Lett., 2007, vol. 91, no. 8, pp. 082106(1)-082106(3). https://dx.doi.org/10.1063/1.2772781
Segura A., Guesdon J.P., Besson J.M., Chevy A. Photoconductivity and photovoltaic effect in indium selenide. J. Appl. Phys., 1983, vol. 54, no. 2, pp. 876-888. https://dx.doi.org/10.1063/1.332050
Авторське право (c) 2018 Нетяга В. В., Водоп’янов В. М., Іванов В. І., Ткачук І. Г., Ковалюк З. Д.
Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.
