In this work we discuss a method of preparation of a highly sensitive light detector based on ZnO nanorods. A photoresistor constructed by us is based on a heterojunction between high quality ZnO nanorods and high resistivity p-type Si used as a substrate for nanorods’ deposition. ZnO nanorods are grown by a modified version of a microwave assisted hydrothermal method which allows for growth of high quality ZnO nanorods in a few minutes. The obtained photoresistor responds to a wide spectral range of light starting from near infrared (IR) to ultraviolet (UV). Properties of the detector are evaluated. We propose the use of the detector as an optical switch.
2
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
W pracy zbadano struktury fotowoltaiczne na bazie nanosłupków tlenku cynku pokrytych warstwą ZnMgO, a następnie warstwą ZnO:Al (AZO). Nanosłupki zostały wytworzone na podłożu krzemowym i pokryte nanocząstkami złota lub srebra. Z pomiarów transmisji i odbicia wywnioskowano, że próbki z nanocząstkami srebra odbijają znaczną ilość światła w zakresie widzialnym, co powoduje spadek wydajności kwantowej w tym zakresie. W podczerwieni próbki z nanocząstkami mają wyższą wydajność kwantową niż próbka referencyjna bez nanocząstek. Stwierdzono, że próbka z nanocząstkami złota ma najwyższą wydajność kwantową w całym zakresie czułości 400-800 nm. Ponadto jej sprawność osiąga również najwyższą wartość – 5,79%.
EN
In this article photovoltaic structures based on ZnO nanorods covered with ZnMgO and ZnO:Al (AZO) layers were studied. The nanorods were grown on sillicon and covered with gold or silver nanoparticles. From the transmission and reflection measurments it was concluded that the samples with silver nanoparticles reflect more light in the visible spectra, which cause the decrease in external quantum efficiency for this wavelength range. In the infrared range the samples with nanoparticles have higher external quantum efficiency than the referance sample without the nanoparticles. It was also concluded, that the sample with gold nanoparticles have the highest external quantum efficiency in the wavelength range from 400-800 nm. Furthermore, the sample has the highest efficiency – 5.79%.
Our studies focus on test structures for photovoltaic applications based on zinc oxide nanorods grown using a low-temperature hydrothermal method on a p-type silicon substrate. The nanorods were covered with silver nanoparticles of two diameters – 20–30 nm and 50–60 nm – using a sputtering method. Scanning electron microscopy (SEM) micrographs showed that the deposited nanoparticles had the same diameters. The densities of the nanorods were obtained by means of atomic force microscope (AFM) images. SEM images and Raman spectroscopy confirmed the hexagonal wurtzite structure of the nanorods. Photoluminescence measurements proved the good quality of the samples. Afterwards an atomic layer deposition (ALD) method was used to grow ZnO:Al (AZO) layer on top of the nanorods as a transparent electrode and ohmic Au contacts were deposited onto the silicon substrate. For the solar cells prepared in that manner the current-voltage (I-V) characteristics before and after the illumination were measured and their basic performance parameters were determined. It was found that the spectral characteristics of a quantum efficiency exhibit an increase for short wavelengths and this behavior has been linked with the plasmonic effect.
Energia pochodząca ze źródeł odnawialnych w Polsce kształtuje się na poziomie ok. 3,5%. Układy ORC wpisują się w ramy tzw. "zielonej energii" wykorzystując jako źródło napędowe biomasę, źródła geotermalne oraz ciepło odpadowe z procesów technologicznych. Efektem pracy układu ORC w układach kogeneracyjnych jest energia elektryczna i ciepło użytkowe, natomiast w przypadku układów trigeneracyjnych dodatkowo produkuje się chłód, w postaci np. wody lodowej wykorzystywanej w systemach klimatyzacyjnych. Jak dotąd układy ORC, to w Polsce rzadkość, bowiem prace nad wykorzystaniem tego rodzaju siłowni znajdują się dopiero w fazie badań. W Politechnice Białostockiej w ramach realizacji studenckiego projektu naukowego powstaje stanowisko badawcze mikrosiłowni domowej małej mocy. Celem niniejszego artykułu jest przedstawienie spodziewanych parametrów roboczych, jakie możliwe będą do uzyskania w budowanym układzie.
EN
The share of renewable energy consumption in Poland is estimated on about 3,5%. ORC systems may be assumed as "green energy' plants since they utilize biomass, geothermal sources or industrial rejected heat. As the output of cogeneration ORC systems electric power and useful heat are obtained. In addition in trigeneration plants cooling water for air conditioning systems is produced. In Poland ORC systems are rare and very few investigations are carried out on their application. At the Technical University in Białystok a test stand for low capacity ORC plant is under construction according to a students' scientific project. In this paper expected working parameters are discussed.
6
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Warstwy tlenku cynku domieszkowanego atomami glinu ZnO:Al były wzrastane metodą osadzania warstw atomowych (ALD, z ang. A-atomic, L-layer, D-deposition). Na szklanych podłożach osadzono warstwy ZnO:Al (tzw. warstwa AZO) o grubości 200 nm. Temperatura osadzania warstwy AZO była równa 160 oC. Najlepsze parametry elektryczne oraz krystalograficzne otrzymano używając dwóch wysoko reaktywnych prekursorów cynku i glinu. Użyto diethylzinc jako prekursor cynkowy oraz trimethylaluminum jako prekursor glinowy. Otrzymane struktury wykazały wysoką transmisję oraz niskie rezystywności rzędu 10-3 Ωcm. Po optymalizacji procesu wzrostu warstw ZnO:Al testowano je jako przezroczyste elektrody do zastosowań fotowoltaicznych.
EN
We achieved high conductivity of zinc oxide layers doped with aluminum atoms using atomic layer deposition (ALD) method. Their growth mode, electrical and optical properties have been investigated. We discuss how the growth temperature and doping affect resistivity and optical properties of the films. The obtained resistivities of ZnO:Al thin films ( 1.2x10-3 Ωcm) and high transparency make them suitable for the TCO applications in photovoltaics.
Mimo znaczącej redukcji kosztów paneli fotowoltaicznych (PV), cena energii wytwarzanej przez baterie słoneczne ciągle jest za wysoka. Możliwe są dwie strategie rozwiązania tej sytuacji – (a) podniesienie wydajności konwersji światła w komórkach fotowoltaicznych lub/i (b) obniżenie kosztów paneli PV poprzez zastosowanie tańszych materiałów lub technologii. W referacie omówione są prace mające na celu: (a) zastąpienie zbyt drogiego ITO warstwami ZnO o przewodnictwie metalicznym, (b) uproszczenie konstrukcji komórek PV oraz (c) znalezienie alternatywnych materiałów.
EN
Despite of a large reductions of costs energy produced by solar panels is still too expensive. There are two approaches to change this situation: by (a) increase of device output and/or (b) reduction of device costs by use of cheaper alternative materials. In this article we discuss the latter approach – (a) replacement of ITO by ZnO with metallic conductivity, (b) change of device architecture, and (c) use of alternative materials.
Warstwy tlenku cynku otrzymane metodą osadzania warstw atomowych ALD zostały użyte jako n-typu partner dla p-typu krzemu. Jako przezroczystą górną elektrodę wybrano warstwę tlenku cyku domieszkowaną glinem (tak zwana warstwa TCO – Transparent Conductive Oxide). Użyto tanich podłóż krzemowych o niezoptymalizowanej dla zastosowań fotowoltaicznych grubości. W niniejszej pracy badano proste struktury fotowoltaiczne ZnO/Si w celu redukcji kosztów produkcji energii elektrycznej pozyskiwanej za pomocą ogniw fotowoltaicznych. Zmierzona sprawność zoptymalizowanych częściowo (warstwy ZnO) ogniw fotowoltaicznych wyniosła 6%.
EN
We report on the properties of photovoltaic (PV) structures based on thin films of n-type zinc oxide grown by atomic layer deposition method on a cheap silicon substrate. Thin films of ZnO are used as n-type partner to p-type Si (110) and, when doped with Al, as a transparent electrode. PV structures with different electrical parameters and thicknesses of ZnO layers were deposited to determine the optimal performance of PV structures. The best response we obtained for the structure with ZnO layer thickness of 800 nm. The soobtained PV structures show 6% efficiency.
Calcination and microwave-assisted hydrothermal processing of precipitated zirconium dioxide are compared. Characterization of synthesized products of these two technologies is presented. The infiuence of thermal treatment up to 1200oC on the structural and spectroscopic properties of the so-obtained zirconium dioxide is examined. It was found that initial crystallization of material inhibits the crystal growth up to the 800oC (by means of XRD and TEM techniques), while the material crystallized from amorphous hydroxide precursor at 400oC, exhibits 26 nm sized crystallites already. It was found using the TG technique that the temperature range 100–200oC during the calcination process is equivalent to a microwave hydrothermal process by means of water content. Mass loss is estimated to be about 18%. Based on X-ray investigations it was found that the initial hydroxide precursor is amorphous, however, its luminescence activity suggests the close range ordering in a material.
Praca przedstawia nową metodę wzrostu nanosłupków ZnO z roztworu wodnego. Metoda pozwala na wzrost nanosłupków ZnO wysokiej jakości w bardzo krótkim czasie (1-3 minuty), przy czym jest tania (zarówno prekursory jak i aparatura) i nie wykorzystuje toksycznych materiałów. Wzrost odbywa się w zaledwie 50şC przy ciśnieniu atmosferycznym w roztworze wodnym ocatnu cynku. Podłoże użyte w procesie musi być pokryte nanostrukturami złota, które zarodkują wzrost (możliwe są jednak inne metody zarodkowania wzrostu, nie wymagające użycia złota). Metoda wykorzystuje wodę i octan cynku jako prekursory. Metoda charakteryzuje się dużą powtarzalnością, dzięki czemu może zostać potencjalnie wykorzystana w przemyśle do masowej produkcji matryc nanosłupków ZnO na różnych podłożach, m.in. do zastosowań w ogniwach fotowoltaicznych, fotorezystorach czy czujnikach substancji chemicznych.
EN
We present a new technology of the growth of ZnO nanorods from the water solution.The method allows for the growth of ZnO nanorods of a very high quality in a very short time (1-3 minutes). The method is inexpensive (both technology and precursors) and non-toxic. The growth is performer at 50şC under atmospheric pressure in a water solution. The substrate used in the growth process needs to be coated with gold nanodroplets, which nucleate the growth. Water and zinc acetate are used as a oxygen and zinc precursors. The method is reproducibleand can be succesfully used in the industry for mass production of ZnO nanorods matrices on different substrates, for example in photovoltaic cells, photoresistors or sensors.
We performed cathodoluminescence (CL) investigations of zinc oxide monolayers obtained by atomic layer deposition. Layers of different thickness were deposited on commercial GaN/sapphire templates. Scanning electron microscopy (SEM) system equipped with CL allows direct comparison of SEM images and CL maps, taken from exactly the same areas of samples. In addition to SEM and CL images, CL profiling was performed by collecting the CL spectra at different accelerating voltages. The CL profiling allows to distinguish the emissions from a surface and volume of samples. An inter-link between samples microstructure and emission properties is investigated. Shifts of emission bands, associated by us with the localization effects, are observed. CL investigations are supported by photoluminescence (PL) measurements, which are characterized by a higher spectral resolution. PL investigations allow determination of the origin of emission bands.
Thin films of high-k oxides are presently used in semiconductor industry as gate dielectrics. In this work, we present the comparison of structural, morphological and electrical properties of binary and composite layers of high-k oxides that include hafnium dioxide (HfO2), aluminum oxide (Al2O3) and zirconium dioxide (ZrO2). We deposit thin films of high-k oxides using atomic layer deposition (ALD) and low growth temperature (60–240 °C). Optimal technological growth parameters were selected for the maximum smoothness, amorphous microstructure, low leakage current, high dielectric strength of dielectric thin films, required for gate applications. High quality of the layers is confirmed by their introduction to test electronic structures, such as thin film capacitors, transparent thin film capacitors and transparent thin film transistors. In the latter structure we use semiconductor layers of zinc oxide (ZnO) and insulating layers of high-k oxide grown by the ALD technique at low temperature (no more than 100 °C).
Tlenki o wysokiej stałej dielektrycznej (ang. high-k oxides) pełniące funkcję izolatora są powszechnie wykorzystywane w przyrządach półprzewodnikowych (procesorach, pamięciach masowych). Nasze badania zostały skoncentrowane na optymalizacji parametrów technologicznych wzrostu cienkich warstw dielektrycznych: dwutlenku hafnu (HfO₂), tlenku glinu (Al₂O₃) oraz dwutlenku cyrkonu (ZrO₂), a także ich warstw kompozytowych. Wysokiej jakości tlenki zostały otrzymane z wykorzystaniem metody osadzania warstw atomowych (ang. Atomie Layer Deposition, ALD) w niskiej temperaturze (60...240 C).
EN
Oxides with high dielectric constant (called "high-k oxides") as insulators are commonly used in semiconductor manufacturing processes. Our research was focused on the optimization of technological growth parameters for thin dielectric films: hafnium dioxide (HfO₂), aluminum oxide (Al₂O₃) and zirconium oxide (ZrO₂), and their composite layers. High quality oxides were prepared using the Atomic Layer Deposition method Atomic Layer Deposition (ALD) at low temperature (60-240 C).
The n-type ZnO layers were grown by ALD method on p-type CdTe substrate. I-V characteristics verified rectifying properties of the test ZnO/CdTe solar cell diode and exhibited photovoltaic effect when the junction was exposed to light. The series resistance of the diode, determined from the I-V curves, equals to 36 Ω. Such a high value is responsible for low value of fill factor and efficiency of the solar cell. Photoresponse properties of the studied junction were measured at room temperature. Efficient photoresponse was observed within wavelength range of 400-1000 nm. These results indicate that n-ZnO/p-CdTe junction is suitable for the fabrication of efficient solar cells. It was shown that the thickness of the ZnO layers can be also determined with the help of interference fringes of photoresponse analysis. Further work will involve a better understanding of the properties of window layer and junction formation processes.
W niniejszej pracy zaprezentowano metodę wideo-ultradźwiękową do kontroli jakości zbiornika ciśnieniowego, "Chemar" Kielce S.A. JCG16930L, pracującego jako odgazowywacz 2QS w Elektrociepłowni Białystok S.A. /EC/, narażonego na korozję wżerową. Z doświadczeń eksploatacyjnych wynika, że w 19-letniej praktyce eksploatacyjnej odgazowywacza w EC występowały, niewykrywalne dotychczas stosowanymi metodami pomiarowymi, przypadki korozji elektrochemicznej na jego poszyciu. W artykule przedstawiono aktualnie stosowane metody badań jakości odgazowywacza wg. zaleceń Urzędu Dozoru Technicznego oraz wykazano zalety zaproponowanej metody, w szczególności: większe prawdopodobieństwo wykrycia korozji mikrowżerowej bez wyłączania zbiornika z ruchu. Dokonano analizy SWOT proponowanej metody.
EN
In this paper the application of video-quality ultrasonic inspection method of the pressurvise of vessel, "Chemar" Kielce S.A. JCG16930L, functioning as a degasser the 2QS in CHP Białystok S.A., exposed to pitting corrosion has been presented. The operation experience shows that, in 19 years of usage of degasser there have been cases of degasser electrochemical corrosion of the hull, which the current method of measurement has not been able to detect. We present the currently used methods of quality testing desecrator based on the recommendations of the Office of Technical Inspection, and propose method, showing its advantages, in particularly: bigger probability of finding of micro corrosion places without stopped exploitation of the degasser. SWOT of the proposed method analysis has been conducted.
W pracy omówiony jest postęp w miniaturyzacji tranzystorów polowych w układach scalonych, który zawdzięczamy wprowadzeniu do linii produkcyjnych nowej technologii osadzania warstw dielektryków podbramkowych - technologii Osadzania Warstw Atomowych (ALD). Zalety tej metody są krótko omówione. Omówione są także możliwe zastosowania tlenku cynku w przyrządach elektronicznych.
EN
We describe shortly further progress in miniaturization of field effect transistors in integrated circuits, which was possible due to introduction of a new deposition method (Atomic Layer Deposition, ALD) in produetion lines for deposition of gate oxides. Advantages of the ALD method are shortly summarized. We also discuss possible use of zinc oxide in electronic devices.
W pracy przedstawiamy wzrost nanodrutów ZnO metodą osadzania warstw atomowych ALD (ang. Atomic Layer Deposition). Do otrzymania nanodrutów ZnO użyto podtoże GaAs pokryte mieszaniną złota i galu uformowanego na powierzchni w postaci rozseparowanych "nanokul". W procesie ALD jako prekursor tlenowy została użyta woda dejonizowana, natomiast jako prekursor cynkowy został użyty chlorek cynku. Odpowiednio przygotowana mieszanina Au-Ga odgrywała rolę katalizatora wzrostu nanosłupków ZnO. Otrzymano nanosłupki ZnO w postaci krystalitów o długości do 1 mikrometra i około 100 nanometrów średnicy. Warto zaznaczyć, że jest to pierwsze zastosowanie metody ALD do wzrostu nanosłupków ZnO. Otrzymane nanosłupki użyto do wytworzenia czułych sensorów rozpuszczalników.
EN
In this work we present growth of ZnO nanowires (NWs) using ALD. As a substrate we used gallium arsenide with Au-Ga eutectic mixture prepared on the surface at high temperature. The soprepared substrate was used for growth of ZnO NWs using the ALD system. We used deionized water and zinc chloride as an oxygen and zinc precursors, respectively. The eutectic mixture plays a role of a catalyst for the ZnO NWs growth. The ZnO nanorods were obtained in a form of crystallites of up to 1 µm length and 100 nm diameter. It is the first demonstration of ZnO NWs growth by ALD using VLS (vapour-liquid-solid) approach. We demonstrate their application as solvents sensor.
18
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
In the present paper, we discuss the influence of point defects on electrical and optical characteristics of ZnO thin films grown by the atomic layer deposition (ALD) method. The films were grown on glass substrates at low temperature (100-200 °C). We used diethylzinc (DEZn) and deionized water as precursors. Room temperature photoluminescence (RT PL) spectra, secondary ion mass spectroscopy (SIMS), electron dispersive X-ray (EDX) analysis and Hall effect measurements were made for as-grown ZnO layers and for the annealed ones (in air at 300 and 400 °C as well as in N2 atmosphere at 400 °C). The air-annealed ZnO films reveal a substantial reduction of a carrier concentration (up to 4 orders of magnitude - from 1019 to 1015 cm-3) combined with changes in intensity of the defect-related luminescence bands. PL related to deep defects is shifted towards the lower energy range (red light emission) after annealing (in air and nitrogen-rich conditions).
Artykuł opisuje nowy algorytm służący do analizy mieszanin DNA, zawierających materiał genetyczny dwu lub więcej osób. Uwzględnia ilość materiału dla danego wariantu, stężenie roztworów oraz inne dane, co pozwala zwiększyć dokładność badania, dostępne są także funkcje związane z testowaniem hipotez dotyczących badanej mieszaniny. Aplikacja implementująca przedstawiony algorytm jest udostępniana na zasadzie wolnego oprogramowania, zaś pod pod adresem http://zsi.ise.pw.edu.pl/dma uruchomiony jest serwer umożliwiający przeprowadzenie obliczeń.
EN
The paper describes the new algorithm for DNA mixtures, able to analyze the mixed DNA profiles of two or more persons. The algorithm include consideration of peak area as well as mixture proportion and other heuristics to make more precise calculations. When prosecution and defense hypothesis are formulated the like lihood ratios (LR) could be tested. The computer program uses presented algorithm was implemented and is available freely at zsi.ise.pw.edu.pl/dma
20
Dostęp do pełnego tekstu na zewnętrznej witrynie WWW
Photoluminescence spectroscopy in combination with Monte Carlo simulation of exciton hopping is demonstrated to be a valuable tool for quantitative analysis of the band potential profile in active layers for InGaN-based light emitters. Recently proposed double-scaled potential profile model is used to reveal the scale of potential fluctuations in the individual In-rich regions as well as the dispersion of the average exciton localization energy in these regions. The influence of the different potential fluctuation scales on the stimulated emission threshold and luminescence decay time of highly excited InGaN active layers is studied.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.