Νανοδομές ημιαγωγών για εφαρμογές συσκευών

Περίληψη
type="hidden" name="userLastName" value=""/>

Όλα τα τεκμήρια στο ΕΑΔΔ προστατεύονται από πνευματικά δικαιώματα.

Στην παρούσα διατριβή παρουσιάζεται η σύνθεση ημιαγώγιμων νανοδομών και η εφαρμογή τους σε διατάξεις. Μέρος 1 Παρουσιάζεται η σύνθεση επιταξιακών εξαγωνικών δίσκων οξειδίου του Χαλκού CuO μέσω μίας υδροθερμικής διαδικασίας ανάπτυξης χαμηλής θερμοκρασίας. Η μορφολογική μελέτης καθώς και ο δομικός χαρακτηρισμός έχουν γίνει με τις μεθόδους FESEM, TEM, HRTEM και XRD αντίστοιχα. Οι οπτικές ιδιότητες μελετήθηκαν μέσω UV/VIS φασματοσκοπίας σε θερμοκρασία δωματίου, όπου υπολογίστηκαν τα έμμεσα και άμεσα χάσματα τα οποία είναι ελαφρώς μετατοπισμένα προς το μπλε σε σχέση με τις τιμές του μακροσκοπικού υλικού. Επίσης η καθαρότητα και η σύσταση των δειγμάτων μελετήθηκαν μέσω EDS και FTIR. Τέλος, έχει προταθεί ένας μηχανισμός ανάπτυξης για τον σχηματισμό των επιταξιακών εξαγωνικών δίσκων οξειδίων του χαλκού. Μέρος 2 Αναφέρεται στην παρασκευή υψηλής ευαισθησίας χημικών αισθητήρων 4-nitrophenol (4-NP) που βασίζονται στους νανοκύβους του CuO. Ο δομικός χαρακτηρισμός επιβεβαίωσε την νανοκρυσταλλική φύση και μονοκλινή δομή των δειγμάτων. Οι οπτικές ιδιότητες των νανοκύβων μελετήθηκαν με UV-Vis φασματοσκοπία σε θερμοκρασία δωματίου, και παρουσίασαν έμμεσο και άμεσο χάσμα. Οι νανοκύβοι CuO χρησιμοποιήθηκαν για την παρασκευή χημικών αισθητήρων 4-nitrophenol (4-NP) μέσω μίας απλής I-V τεχνικής. Οι αισθητήρες αυτοί παρουσίασαν υψηλή ευαισθησία ~132.84 ± 0.02 mA.cm-2.(mol L-1)-1 και όριο ανίχευσης ~5×10-9 mol L-1 σε μικρό χρόνο απόκρισης ~10.0 s. Μέρος 3 Παρουσιάζεται υψηλής απόδοσης σύνθεση, λεπτομερής χαρακτηρισμός και η εφαρμογή στη φωτοκατάλυση νανοσωματιδίων α-Fe2O3. Το φάσμα απορρόφησης UV-Vis παρουσίασε δύο οπτικά χάσματα που αντιστοιχούν σε άμεσες και έμμεσες μεταβάσεις αντίστοιχα. Τα νανοσωματίδια α-Fe2O3 εμφανίζουν καλές φωτοκαταλυτικές ιδιότητες στη καταλυτική υποβάθμιση του methylene blue. Μέρος 4 Παρουσιάζεται η σύνθεση νανοελλειψοειδών α-Fe2O3 μέσω μίας υδροθερμικής μεθόδου χαμηλής θερμοκρασίας και η χρήση τους για την παρασκευή χημικών αισθητήρων αμμωνίας υψηλής απόδοσης, με την I-V τεχνική. Οι λεπτομερείς δομικές και οπτικές ιδιότητες επιβεβαίωσαν την ρομβοεδρική δομή και τα άμεσα και έμμεσα ενεργειακά χάσματα αντίστοιχα. Οι αισθητήρες αυτοί παρουσίασαν υψηλή ευαισθησία ~4.678 µA.cm-2.mM-1 και όριο ανίχευσης ~0.04 nM με συντελεστή συσχέτισης (R) 0.995 σε μικρούς χρόνους απόκρισης (10.0 sec). Μέρος 5 Παρουσιάζεται η ευρείας κλίμακας σύνθεση νανονιφάδων SnS2 καθώς επίσης και ο χαρακτηρισμός τους. Οι φωτοκαταλυτικές ιδιότητες των νανονιφάδων SnS2 παρουσίασαν υποβάθμιση 61% της Rhodamine B υπό ακτινοβολία ορατού φωτός. Επιπλέον οι SnS2 νανονιφάδες χρησιμοποιήθηκαν για την παρασκευή χημικών αισθητήρων νιτροανιλίνης μέσω της I-V τεχνικής. Οι αισθητήρες παρουσίασαν υψηλή ευαισθησία ~ (505.82 ± 0.02) mA.cm-2.(mole/L)-1 και πειραματικό όριο ανίχνευσης ~15*10-6 (mole/L) σε μικρό χρόνο απόκρισης ~10.0 sec.Μέρος 6, Παρασκευάστηκε διάταξη ετεροδομής με νανοφύλλα SnS(p-type)/TiO2 νανοσωματίδια (n-type) επάνω σε γυαλί FTΟ με λεπτή επιφανειακή επίστρωση Pt δημιουργώντας μία διάταξη διόδου Pt/SnS/TiO2/FTO. Η ετεροδομή αυτή εμφάνισε βελτιωμένες ηλεκτρικές ιδιότητες με υψηλό ρεύμα 0.78 mA στο 1V, παράγοντα ιδεατότητας 31 και σχετικά υψηλό φράγμα δυναμικού 0.634 eV.Λέξεις κλειδιά: Ημιαγώγιμες νανοδομές, Οξείδιο του χαλκού, Οξείδιο του σιδήρου, Σουλφίδια του κασσιτέρου, Υδροθερμική διαδικασία, Οπτικό ενεργιακό χάσμα, Χημικοί αισθητήρες, Φωτοκαταλυτική υποβάθμιση, Δίοδος ετεροεπαφής.
περισσότερα

Περίληψη σε άλλη γλώσσα

This thesis demonstrates a synthesis and device application of some semiconductors nanostructure. Section 1, layered hexagonal disks of CuO was synthesized on a large scale via low-temperature hydrothermal growth process. The detailed morphological investigations by field emission scanning electron microscopy (FESEM) and transmission electron microscopy (TEM). The detailed structural characterizations of the hexagonal CuO disks were done by high-resolution TEM (HRTEM) and X- ray diffraction (XRD) which confirmed that the synthesized structures possessing well nanocrystalline nature and monoclinic structure. The purity and composition of the synthesized products were examined by using energy dispersive spectroscopy (EDS), elemental mapping and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). Using UV-Vis spectroscopy at room temperature we obtained indirect and direct band gap values slightly blue shifted to the bulk values. Finally, a plausible growth mechanism has been proposed for th ...
περισσότερα

Όλα τα τεκμήρια στο ΕΑΔΔ προστατεύονται από πνευματικά δικαιώματα.

DOI
10.12681/eadd/38065
Διεύθυνση Handle
http://hdl.handle.net/10442/hedi/38065
ND
38065
Εναλλακτικός τίτλος
Semiconductor nanostructures for device applications
Συγγραφέας
Άμπακερ-Ανταμ, Μοχάμεντ (Πατρώνυμο: Εϊσα)
Ημερομηνία
2015
Ίδρυμα
Πανεπιστήμιο Πατρών. Σχολή Θετικών Επιστημών. Τμήμα Επιστήμης των Υλικών
Εξεταστική επιτροπή
Μπασκούτας Σωτήριος
Πουλόπουλος Παναγιώτης
Umar Ahmad
Βάϊνος Νικόλαος
Χριστόπουλος Θεόδωρος
Μπακανδρίτσος Αριστείδης
Γεωργακίλας Βασίλειος
Επιστημονικό πεδίο
Φυσικές ΕπιστήμεςΆλλες Φυσικές Επιστήμες
Λέξεις-κλειδιά
Νανοδομές ημιαγωγών
Χώρα
Ελλάδα
Γλώσσα
Αγγλικά
Άλλα στοιχεία
xxvi, 172 σ., εικ., πιν., σχημ., γραφ.