纳米复合材料Co3O4-ZnO薄膜用于光导传感器
Victor V Petrov1, Victor V Sysoev2, Irina O Ignatieva3
1Institute of Nanotechnologies, Electronics, and Equipment Engineering, Southern Federal University, Taganrog 347922, Russia.
Sensors (Basel, Switzerland)
|July 8, 2023
概括
氧化物 (Co3O4) 添加调节氧化物 (ZnO) 纳米复合膜,以提高光传感器性能. 这些Co3O4-ZnO薄膜显示可调节的灵敏度和快速响应时间,用于辐射传感应用.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 纳米技术纳米技术
- 固态物理 固态物理
背景情况:
- 氧化 (ZnO) 是一种多功能半导体,在光电子领域有应用.
- 纳米复合材料通过在纳米尺度上组合不同的材料来提供独特的特性.
- 氧化物 (Co3O4) 是一种p型半导体,具有提高电子和光学性能的潜力.
研究的目的:
- 为了合成和表征与Co3O4.4合的ZnO薄纳米复合材料薄膜.
- 研究Co3O4度和回火温度对ZnO薄膜的结构,光学和电气性能的影响.
- 为了评估基于 Co3O4-ZnO 的光传感器的性能.
主要方法:
- 固体相热解用于薄膜合成.
- 用于结构分析的X射线衍射 (XRD).
- 光学光谱学和X射线光电子光谱学 (XPS) 用于光学特性.
- 对电导率和电荷载体移动性的电物理测量.
- 在不同波长下的光传感器性能测试.
主要成果:
- 合成的薄膜由 ZnO wurtzite 和 Co3O4 spinel 阶段组成.
- 水晶石的尺寸随着火温度和CO3O4度的增加而增加.
- 添加Co3O4改变了光学吸收,并引入了新的过渡.
- 电阻达到了3 × 10^4欧姆·厘米,几乎具有半导体内在导电性.
- 电荷载体的移动性随着CO3O4度的增加而显著增加.
- 光传感器在400nm和660nm显示出最大响应.
- 实现了26.2毫秒 (660nm) 和58.3毫秒 (400nm) 的最小反应时间.
结论:
- Co3O4作为一种有效的剂来调整基于ZnO的传感器的光敏度.
- Co3O4-ZnO纳米复合材料薄膜对于在400-660nm范围内的辐射传感具有前景.
- 控制CO3O4含量可以优化光传感器响应时间和灵敏度.
