РАЗРАБОТКА БАЗОВЫХ СЛОЕВ ДИОКСИДА ОЛОВА ДЛЯ ГАЗОВЫХ ДАТЧИКОВ АБСОРБЦИОННО-ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО ТИПА

By a measuring оf surface conductivity versus temperature dependences for tin dioxide films deposited by chemical vapor deposition (CVD) we researched their gas sensitivity with the aim to develop a gas sensor of absorption- semiconductor type. Gas sensitivities of tin dioxide films at the different temperatures in the presence of various concentration of nitrogen monoxide, oxygen and nitrogen in gas mixtures as such as in the nitrogen monoxide and nitrogen dioxide mixture in the air were obtained experimentally. A temperature dependences of the tin dioxide films gas-sensitivity for an ethyl alcohol impurity the in the air (SC2H5OH = 10000ppm) and ammonia vapor in the air (SNH3 = 6600ppm) were identified . The gas sensitivity of the SnO2 films with the different concentrations of C2H5OH and NH3 vapor impurities in the air at 450oC was investigated. The temperature dependence of the recovery of the tin dioxide films electrical properties after their reaction with ethyl alcohol (SC2H5OH = 10000ppm) and ammonia (SNH3 = 6600ppm) vapors of in the air were researched.Проведны исследования газочуствительности пленок диоксида олова, полученных методом химического осаждения из паровой фазы, для создания базовых слоев газових датчиков абсорбционно-полупроводникового типа путем измерений температурных зависимостей поверхностной электропроводности. Экспериментально установлена зависимость газочувствительности пленок диоксида олова от его температуры при одновременно присутствующих в различных концентрациях газов монооксида азота и кислорода в смеси с азотом, а также при различных концентрациях монооксида азота и диоксида азота в воздухе. Идентифицирована зависимость от температуры газочувствительности пленок диоксида олова к примеси паров этилового спирта в воздухе (СC2H5OH=10000ppm) и к примеси паров аммиака в воздухе (СNH3 =6600ppm). Исследована газочувствительность пленок SnO2 при различных концентрациях примеси паров C2H5OH и NH3 в воздухе при температуре 450оC. Установлена температурная зависимость времени восстановления электрических свойств пленок после взаимодействия с парами этилового спирта (СC2H5OH=10000ppm) и аммиака (СNH3 =6600ppm) в воздухеПроведено дослідження газочутливості плівок діоксиду олова, отриманих методом хімічного осадження з парової фази, для створення базових шарів газових здавачів абсорбційно-напівпровідникового типу шляхом вимірювання температурних залежностей поверхової електропровідності. Дослідним шляхом встановлена залежність газочутливих плівок діоксиду олова від його температури при одночасно наявних в різних концентраціях газів монооксиду азоту та кисню у суміші с азотом, а також при різних концентраціях монооксиду азоту та діоксину азоту у повітрі. Ідентифіковано залежність від температури газочутливості плівок діоксиду олова до домішки парів етилового спирту у повітрі (СC2H5OH=10000ppm) та до домішки парів аміаку у повітрі (СNH3 =6600ppm). Досліджено газочутливість плівок SnO2 при різних концентраціях домішки парів C2H5OH та NH3 у повітрі при температурі 450оC. Встановлено температурну залежність часу відновлення електричних властивостей плівок після взаємодії з парами етилового спирту (СC2H5OH=10000ppm) та аміаку а (СNH3 =6600ppm) у повітрі

Solution-processed flexible broadband ZnO photodetector modified by Ag nanoparticles

In this work, we present flexible broadband photodetectors (PDs) fabricated by a deposition of nanostructured zinc oxide (ZnO) films on polyimide (PI) substrates by using cheap and scalable aqueous method Successive Ionic Layer Adsorption and Reaction (SILAR). In order to increase the long-wavelength absorption of the nanostructured ZnO layer, we created its intrinsic defects, including oxygen vacancies by post-treatment at 300 °C in vacuum and thus the light-sensitive material ZnO/PI was obtained. Then we applied silver nanoparticles (Ag NPs) from a silver sol onto a nanostructured ZnO film, which were visualized using SEM in the form of spheres up to 100 nm in size that increased the photocurrent and figures of merit of thus obtained light-sensitive material ZnO_Ag/PI due to localized surface plasmon resonance and double Schottky barriers at the Ag-ZnO interface. To fabricate photodetectors based on a photoconductive effect, these ZnO/PI and ZnO_Ag/PI materials were equipped with ohmic aluminum contacts. The spectral responsivity (Rλ up to 275 A/W to UV light) of solution-processed flexible broadband photodetector based on ZnO_Ag/PI material at different wavelengths of light and light power densities is better than Rλ of the ZnO/PI photodetector, and at least an order of magnitude higher than Rλ of photodetectors based on nanostructured zinc oxide described in recent articles. The external quantum efficiency (EQE) of both PDs in this study in UV–Vis-NIR spectra is very high in the range from 1∙102 to 9∙104 % and is better or of the same order of magnitude as the EQE data of modern flexible broadband high-sensitivity PDs based on nanostructured heterostructures containing ZnO. The specific detectivity in UV–Vis-NIR spectra is large for ZnO/PI (from 3.5∙1010 to 1∙1012 Jones) and especially for ZnO_Ag/PI (from 1.6∙1011 to 8.6∙1013 Jones), which indicates the ability of the PDs based on light-sensitive materials ZnO/PI and ZnO_Ag/PI to recognize a very weak light signal

Structure, optical, electrical and thermoelectric properties of solution-processed Li-doped NiO films grown by SILAR

The article presents a new facial synthesis of Li-doped NiO films (NiO:Li) via an easy and cost-effective method Successive Ionic Layer Adsorption and Reaction (SILAR) with the processing of the obtained NiO films in a lithium-containing aqueous solution for their transformation after annealing into NiO:Li layers. Comparative analysis of crystal structure, optical, electrical and thermoelectric properties of the obtained NiO and NiO:Li 420-1050 nm thick films have reveiled a cubic rock-salt NiO structure, at that, NiO:Li samples are nanocrystalline single phased Li-NiO solid solutions. The fabricated NiO and NiO:Li films are p-type semiconductors with activation energy Ea = 0.1 eV and Ea = 0.25‒0.31 eV, respectively. The obtained in-plane Seebeck coefficients Z are in the range 0.20–0.33 mV/К. Notwithstanding the fact that the maximum values of the thermoelectric power factors P=2.2 μW/K2·m, are rather small, they were achieved if the hot end of the NiO:Li film was heated only to 115 °C. Thus, the produced in this work new low cost thermoelectric thin film material is suitable for a production of electrical energy for low-power devices due to absorption of low-potential heat

The Lecture Course «Power and Ecological Problems and Renewable Energy Source» Such us Professional Ecological Competence of the Technical Institute Students

У статті розкрито зміст лекційного спецкурсу «Енерго-екологічні проблеми та відновлювані джерела енергії», спрямованого на формування професійної екологічної компетентності студентів технічних ВНЗ, що реалізується шляхом використання проблемних лекцій, лекцій-візуалізацій та діалого-дискусійних семінарських занять.The contents of a lecture course «Power and ecological problems and renewable energy source» is revealed in the article. The course is orientated on the formation of professional ecological competence of the technical institute students. The course is realized by using of problem lectures, lectures of visualization and dialogue and debatable seminars

The Ecture Course «Power and Ecological Problems and Renewable Energy Source» Such Us Professional Ecological Competence of the Technical Institute Students

У статті визначено зв'язок хіміко-екологічних понять із програмним матеріалом курсу загальної хімії, наведено приклади використання індуктивного, дедуктивного, традуктивного та редуктивного підходів до їх формування. Простежено генезис хіміко-екологічних понять під час вивчення окремих тем фахових дисциплін студентами спеціальностей: «Агрономія», «Ветеринарна медицина», «Харчові технології та інженерія».The article deals with the link between chemico-ecological notions and the curricular material of general chemistry course, it considers the examples of using inductive, deductive, traductive and reductive approaches for their formation. The genesis of chemico-ecological notions in studying of some definite topics of professional courses in «Agronomics», «Veterinary Medicine» and «Food Technologies and Engineering» is traced

Фізико-технологічні основи "хлоридної" обробки шарів телуриду кадмію для тонкоплівкових фотоелектричних перетворювачів

The process of deposition of cadmium chloride films during the "chloride" treatment of cadmium telluride base layers for thin-film photoelectric converters (PEC) was studied. It is established that to ensure the reproducibility of the thickness and phase composition of cadmium chloride films, it is necessary to take into account the high hygroscopicity of this material. It is shown that the optimal growth rate of cadmium chloride films is 0.1 μm perminute. At high growth rates, cadmium chloride particulates are deposited on the surface of the CdTe layer base, which causes shunting of the PEC during the "chloride" treat-ment. It is determined that after the "chloride" treatment of CdTe layers, a coarse-grained structure is observed, which is predominantly oriented in the thermodynamic equilibrium direction. In this case, the average grain size increases to 5 μm. It is shown that when performing a "chloride" treatment, the optimum purity of cadmium chloride layers is 98 %, which is due to the doping of CdTe with copper atoms. The disadvantage of copper with the use of more pure cadmium chloride reduces the efficiency of the PEC due to the increase in the series resistivity and the decrease in the photocurrent density. It has been experimentally determined that the optimum thickness of cadmium chloride during the "chloride" treatment and the efficiency of the PEC obtained at the same time depends on the substrate used. Thus, for the ITO/CdS/CdTe/Cu/Au PEC, the optimum thickness of cadmium chloride is 0.40 μm, the efficiency is 9.6 %, and for the NaCl/ITO/CdS/CdTe/Cu/Au PEC – 0.10 μm and 6.4 %, respectively.Досліджено процес осадження плівок хлориду кадмію при проведенні "хлоридної" обробки базових шарів телуриду кадмію для тонкоплівкових фотоелектричних перетворювачів (ФЕП). Встановлено, що для забезпечення відтворюваності товщини і фазового складу плівок хлориду кадмію необхідно враховувати високу гігроскопічність цього матеріалу. Показано, що оптимальна швидкість росту плівок хлориду кадмію становить 0,1 мкм в хвилину. При великих швидкостях зростання на поверхні базового шару CdTe осідають макрочастки хлориду кадмію, що викликає шунтування ФЕП в процесі "хлоридної" обробки. Визначено, що після "хлоридної" обробки шарів CdTe спостерігається формування крупнозернистої структури, яка переважно орієнтована в термодинамічно рівноважному напрямку. При цьому, середній розмір зерна зростає до 5 мкм. Показано, що при проведенні "хлоридної" обробки оптимальна чистота шарів хлориду кадмію становить 98 %, що обумовлено легуванням CdTe атомами міді. Недолік міді при використанні більш чистого хлориду кадмію знижує ефективність ФЕП за рахунок зростання послідовного електроопору і зниження щільності фотоструму. Експериментально визначено, що оптимальна товщина хлориду кадмію при проведенні "хлоридної" обробки і досягнута при цьому ефективність ФЕП залежить від застосовуваної підкладки. Так для ФЕП ITO/CdS/CdTe/Cu/Au оптимальна товщина хлориду кадмію становить 0,40 мкм, ефективність – 9,6 %, а для ФЕП NaCl/ITO/CdS/CdTe/Cu/Au – 0,10 мкм і 6,4 %, відповідно

Амплітудно-часові характеристики перемикання в тонких плівках телуриду кадмію

The amplitudetime characteristics of switching in thin films of cadmium telluride were investigated when single impulses of 1 μs duration are applied. It has been experimentally established that with an increase in the thickness of the cadmium telluride layer from 3 μm to 8 μm, an increase in the operating threshold from 70 V to 105 V is observed. The maximum residual sample voltage varies from 12 V to 40 V, the minimum – from 5 V to 20 V. The switching time of the samples was no more than 2 nanoseconds; the interelectrode capacity of the samples was no more than 2 pF. All the test samples were operated without failure 20 times. The structural studies of cadmium telluride films by the method of X-ray diffractometry and scanning electron microscopy have made it possible to propose a mechanism for realizing the monostable switching of the columnar structure of cadmium telluride films oriented in the form of melted high-conductivity channels in grains oriented in the direction.Були досліджені амплітудно-часові характеристики перемикання в тонких плівках телуриду кадмію при подачі одиночних імпульсів тривалістю 1 мкс. Експериментально встановлено, що з ростом товщини шару телуриду кадмію від 3 мкм до 8 мкм спостерігається збільшення порогу спрацьовування від 70 В до 105 В. Максимальна залишкова напруга на зразку змінюється від 12 В до 40 В, мінімальна – від 5 В до 20 В. Час перемикання зразків становив не більше 2 нсек, міжелектродна ємність зразків не більше 2 пФ. Всі досліджувані зразки спрацювали без відмови 20 разів. Проведені структурні дослідження плівок телуриду кадмію методом рентгенівської дифрактометрії та растрової електронної мікроскопії дозволили запропонувати механізм реалізації моностабільного перемикання обумовленого утворенням розплавлених високопровідних каналів в зернах стовпчатої структури плівок телуриду кадмію, орієнтованих в напрямку

Виготовлені імпульсним електроосадженням і вкриті наночастинками Ag наноструктуровані масиви ZnO для ультрафіолетових фотосенсорів

Nanostructured one-dimensional (1-D) ZnO arrays fabricated via pulsed electrodeposition and coated with Ag nanoparticles are researched with the aim of their using in the ultraviolet (UV) photosensors. The results of the crystal structure investigations showed that the pulsed electrodeposited zinc oxide arrays are polycrystalline in nature and matching with hexagonal wurtzite modification of ZnO. To enhance its UV photosensitivity, the silver nanoparticles (AgNPs) with different shape and an average size of 60 nm, as well as 300-500 nm long Ag nanorods with ~30 nm diameter, are precipitated mainly on the (002), (101) and (100) ZnO planes. Study of electrical properties and electronic parameters of the 1-D ZnO and Ag/ZnO nanocomposites using a current-voltage and capacity-voltage characteristics identified the important role of the high double Schottky barriers at the ZnO intergrain boundaries for the creation of great UV photo-sensitivity. It is proved that through monitoring the amount of AgNPs on the ZnO surface the electrical properties and electronic parameters of the Ag/ZnO nanocomposites, and consequently, the output parameters of the UV photosensors can be controlled.Досліджені наноструктуровані одновимірні (1-D) масиви ZnO, виготовлені імпульсним електроосадженням і вкриті наночастинками Ag, з метою їх використання в ультрафіолетових (УФ) фотосенсорах. Результати дослідження кристалічної структури показали, що масиви оксиду цинку, електроосадженні в імпульсному режимі, полікристалічні і відповідають ZnO гексагональної модифікації вюрцит. Для збільшення УФ фоточутливості були осаджені як срібні наночастинки (AgНЧ) різної форми і розміром в середньому 60 нм, так і нанострижні Ag довжиною 300-500 нм і діаметром ~30 нм переважно на площинах ZnO (002), (101) та (100). Вивчення електричних властивостей і електронних параметрів (1-D) ZnO і нанокомпозитів Ag/ZnO, з використанням вольт-амперних і вольт-фарадних характеристик, дозволило визначити важливу роль високих подвійних бар'єрів Шоттки на міжзеренних межах ZnO для створення високої УФ фоточутливості. Доказано, що шляхом регулювання кількості AgНЧ на поверхні ZnO можна контролювати електричні властивості і електронні параметри наноко-мпозитів Ag/ZnO і, відповідно, вихідні параметри УФ фотосенсорів