Ανάπτυξη υβριδικών ημιαγωγών πολλαπλών στρωμάτων με βάση τριμερή συστήματα της μορφής ZnXCdX-1Se και μεταλλοκένια

Αντωνόπουλος, Θοδωρής; Antonopoulos, Thodoris

dc.contributor.author	Αντωνόπουλος, Θοδωρής	el
dc.contributor.author	Antonopoulos, Thodoris	en
dc.date.accessioned	2023-05-17T07:57:07Z
dc.date.available	2023-05-17T07:57:07Z
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/57715
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.25412
dc.rights	Default License
dc.subject	Συντελεστής πλήρωσης	el
dc.subject	Ηλεκτρολυτική απόθεση	el
dc.subject	Συντελεστής απόδοσης	el
dc.subject	Ενεργειακό διάκενο	el
dc.subject	Ημιαγωγοί	el
dc.subject	Fill factor	en
dc.subject	Photo-electrochemical cell	en
dc.subject	Energy gap	en
dc.subject	photoelectric behavior	en
dc.subject	Electrolytic deposition	en
dc.title	Ανάπτυξη υβριδικών ημιαγωγών πολλαπλών στρωμάτων με βάση τριμερή συστήματα της μορφής ZnXCdX-1Se και μεταλλοκένια	el
dc.title	Development of multi-layer hybrid semiconductors based on ternary systems of the type ZnxCdx-1Se and metallocenes	en
heal.type	bachelorThesis
heal.classification	Υλικά	el
heal.language	el
heal.access	free
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2022-10-20
heal.abstract	Η εκπόνηση της παρούσας εργασίας πραγματοποιήθηκε στο Εργαστήριο Οργανικής Χημείας της Σχολής Χημικών Μηχανικών του Εθνικού Μετσόβιου Πολυτεχνείου. Σκοπός της εργασίας ήταν η παρασκευή και ο χαρακτηρισμός λεπτών υμενίων CdSe (Σεληνιούχου Καδμίου), ZnCdSe (Ψευδαργύρου Καδμίου Σεληνιούχου), καθώς και υβριδικών ημιαγωγών με φερροκένιο (Fc) χρωμοκένιο (Cc) και νικελοκένιο (Nc), με τη χρήση συνεχούς ρεύματος και η μελέτη της φωτοηλεκτροχημικής τους συμπεριφοράς και απόδοσης. Για το λόγο αυτό δόθηκε έμφαση στον προσδιορισμό του ενεργειακού διακένου των αποθεμάτων. Αναλυτικότερα η ανάπτυξη των παραπάνω υμενίων πραγματοποιήθηκε ηλεκτρολυτικά πάνω σε υποστρώματα τιτανίου (Ti). Παρασκευάστηκαν ανόργανα δείγματα αναφοράς CdSe και ZnCdSe. Τα πρώτα σε ηλεκτρολυτικό λουτρό που περιείχε CdSO4 συγκέντρωσης 0,2Μ και H2SeO3 συγκέντρωσης 2mM. Αντίστοιχα τα δείγματα ZnCdSe παρασκευάστηκαν σε λουτρό που περιείχε ZnS04 συγκέντρωσης 0,2Μ, H2SeO3 συγκέντρωσης 0,2mM και CdSO4 συγκέντρωσης 0,2mΜ. Η θερμοκρασία ήταν ίδια στους 85 C, το pH= 2,2 και όλες οι αποθέσεις πραγματοποιήθηκαν ποτενσιοστατικά, υπό συνθήκες συνεχούς ρεύματος. Τα υμένια CdSe παρασκευάστηκαν σε δυναμικά -0,9V, -1,0V, -1,1V και τα υμένια ZnCdSe σε δυναμικά -1,1V, -1,15V, -1,20V, -1,25V, -1,30V. Ο σχηματισμός των υβριδικών συστημάτων πραγματοποιήθηκε με την τεχνική της εναπόθεσης πολλαπλών στρωμάτων. Ανόργανα δείγματα CdSe τα οποία έχουν παρασκευαστεί στις παραπάνω συνθήκες σε δυναμικό -1.0V επικαλύφτηκαν με την τεχνική spin coating, με λεπτό στρώμα φεροκενίου (Fc), χρωμοκενίου (Cc) και νικελοκενίου (Nc) ενώ στη συνέχεια ακολούθησε δεύτερη ηλεκτρολυτική απόθεση στο ίδιο δυναμικό. Αντίστοιχα, σχηματίστηκαν υβριδικά συστήματα της μορφής ΖnCdSe-Fc-ΖnCdSe, ΖnCdSe-Cc-ΖnCdSe και ΖnCdSeNc-ΖnCdSe σε δυναμικά απόθεσης -1.2V και -1.25V. Συνολικά παρασκευάστηκαν 4 σειρές δειγμάτων της μορφής (α) CdSe, (β) ZnCdSe, (γ) CdSe-Fc-CdSe, CdSe-Cc-CdSe, CdSe-Nc-CdSe (τύπου “sandwich”) (δ) ZnCdSe-Fc-ZnCdSe (τύπου “sandwich”), ZnCdSe-Cc-ZnCdSe, ZnCdSe-Nc-ZnCdSe (τύπου “sandwich”). Η παρασκευή της (α) σειράς δειγμάτων έγινε σε δυναμικά -0.9V, -1.0V, -1.1V, της (β) σε -1.1V, -1.15V, -1.20V, -1.25V, -1.30V, της (γ) σε δυναμικό -1.0V και της (δ) σειράς σε δυναμικά -1.20V, -1.25V. Τέλος, έγινε προσδιορισμός του ενεργειακού διακένου των αποθεμάτων, μελέτη της φωτοηλεκτροχημικής τους συμπεριφοράς, καθώς και δομικός χαρακτηρισμός των ημιαγωγών. Ο προσδιορισμός του ενεργειακού διακένου έγινε μέσω φάσματος ανάκλασης με τη χρήση φασματοφωτόμετρου UV-VISNIR, η φωτοηλεκτροχημική συμπεριφορά σε φωτοηλεκτροχημικό κελί (PEC), ενώ ο χαρακτηρισμός των αποθεμάτων έγινε με χρήση της τεχνικής περίθλασης ακτίνων X (XRD) -μελέτη της κρυσταλλικής δομής- και ηλεκτρονικού μικροσκοπίου σάρωσης (SEM) -μελέτη της μορφολογίας και της σύστασης της επιφάνειας. Τα αποτελέσματα των πειραμάτων έδειξαν ότι μπορούν να σχηματιστούν ημιαγωγοί της μορφής ZnCdSe, στους οποίους έχουμε μερική υποκατάσταση του τοξικού Cd με Zn. Για τον λόγο αυτό οι ημιαγωγοί αυτής της μορφής είναι πιο φιλικοί στον άνθρωπο και στο περιβάλλον σε σχέση με τον κλασικό ημιαγωγό CdSe. Τα υβριδικά ημιαγώγιμα συστήματα με τα μεταλλοκένια έδειξαν μεταβολές τόσο στη κρυσταλλική δομή και τη μορφολογία της επιφάνειάς τους όσο και στην ημιαγώγιμη συμπεριφορά τους. Στο θεωρητικό μέρος της εργασίας γίνεται προσπάθεια να αναλυθούν οι βασικές αρχές της φυσικής των ημιαγωγών, οι ιδιότητές τους με σκοπό να εξηγηθεί η φωτοηλεκτρική τους συμπεριφορά. Επίσης παρουσιάζονται οι νόμοι της ηλεκτραπόθεσης σαν μέθοδος που χρησιμοποιούμε για την παρασκευή ημιαγωγών, βασικά θεωρητικά στοιχεία για το φωτοβολταϊκό φαινόμενο, ενώ γίνεται αναφορά στα μεταλλοκένια. Στο πειραματικό μέρος αναλύονται οι μέθοδοι και οι διατάξεις που χρησιμοποιήθηκαν για την παρασκευή αλλά και τον χαρακτηρισμό των αποθεμάτων. Τέλος παρουσιάζονται τα αποτελέσματα και τα συμπεράσματα που προέκυψαν από την παραπάνω μελέτη.	el
heal.advisorName	Κόλλια, Κωνσταντίνα	el
heal.committeeMemberName	Κόλλια, Κωνσταντίνα	el
heal.committeeMemberName	Χαμηλάκης, Στυλιανός	el
heal.committeeMemberName	Κυρίτσης, Απόστολος	el
heal.academicPublisher	Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Εφαρμοσμένων Μαθηματικών και Φυσικών Επιστημών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	155 σ.	el
heal.fullTextAvailability	false