Nanosłupki ZnO o wysokiej jakości : technologia i zastosowania

• Autorzy: Witkowski B. S. , Wachnicki Ł. , Gierałtowska S. , Kaszewski J. , Godlewski M.

Identyfikatory

DOI

10.15199/ELE-2014-127

Warianty tytułu

EN

High quality ZnO nanorods : technology and applications

• Konferencja: Krajowa Konferencja Elektroniki (13 ; 05-09.06.2014 ; Darłówko Wschodnie ; Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

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.

Słowa kluczowe

PL

nanosłupki ZnO; metoda hydrotermalna; monokryształy; wzrost z roztworu

EN

ZnO nanorods; hydrothermal method; single crystals; growth from the solution

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Elektronika : konstrukcje, technologie, zastosowania
• Rocznik: 2014
• Tom: Vol. 55, nr 9
• Strony: 36--38
• Opis fizyczny: Bibliogr. 18 poz., il.

Twórcy

autor

Witkowski B. S.

• Instytut Fizyki PAN, Warszawa

autor

Wachnicki Ł.

• Instytut Fizyki PAN, Warszawa

autor

Gierałtowska S.

• Instytut Fizyki PAN, Warszawa

autor

Kaszewski J.

• Instytut Fizyki PAN, Warszawa

autor

Godlewski M.

• Instytut Fizyki PAN, Warszawa
• Uniwersytet Kardynała Stefana Wyszyńskiego w Warszawie, Wydział Matematyczno-Przyrodniczy, Szkoła Nauk Ścisłych

Bibliografia

• [1] C. Klingshirn,” ZnO: Material, Physics and Applications”, A European Journal of Chemical Physics and Physical Chemistry, vol. 8, pp. 782–803, 2007.
• [2] C. Klingshirn, J. Fallert, H. Zhou, J. Sartor, C. Thiele, F. Maier-Flaig, D. Schneider, H. Kal”, 65 years of ZnO research – old and very recent results”, Physica Status Solidi B, Vol. 247, pp. 1424–1447, 2010.
• [3] C. Klingshirn,” ZnO: From basics towards applications”, Physica Status Solidi B, Vol.244, pp. 3027– 3073, 2007.
• [4] U. Ozgur, D. Hofstetter, H. Morkoc,” ZnO Devices and Applications: A Review of Current Status and Future Prospects”, Proceedings of the IEEE, Vol. 98, pp. 1255–1268, 2010.
• [5] M. Godlewski, E. Guziewicz, G. Łuka, T. Krajewski, M. Łukasiewicz, Ł. Wachnicki, A. Wachnicka, K. Kopalko, A. Sarem, B. Dalati”, ZnO layers grown by Atomic Layer Deposition: A new material for transparent conductive oxide”, Thin Solid Films, Vol. 518, pp. 1145–1148, 2009.
• [6] S. Grzanka, G. Łuka, T.A. Krajewski, E. Guziewicz, R. Jachymek, W. Purgal, R. Wisniewska, A. Sarzynska, A. Bering-Staniszewska, M. Godlewski, P. Perlin”, Thin Film ZnO as Sublayer for Electric Contact for Bulk GaN with Low Electron Concentration”, Acta Physica Polonica A, Vol. 119, pp. 672–674, 2011.
• [7] Ü. Özgür, Y.I. Alivov,C. Liu,A. Teke, M.A. Reshchikov, S. Dođan,V. Avrutin, S.J. Cho,H. Morkoç”, A comprehensive review of ZnO materials and devices”, Journal of Applied Physics, Vol. 98, pp. 041301, 2005.
• [8] K. Byrappa, T. Adschiri”, Hydrothermal technology for nanotechnology”, Progress in Crystal Growth and Characterization of Materials, Vol. 53, pp. 117–166, 2007.
• [9] L. Schmidt-Mende, J.L. MacManus-Driscoll,” ZnO – nanostructures, defects, and devices”, Materials Today, Vol. 10, pp. 40–48, 2007.
• [10] S. Baruah, J. Dutta,” Hydrothermal growth of ZnO nanostructures”, Science and Technology of Advanced Materials, Vol. 10, pp. 013001, 2009.
• [11] Y. Sun, D.J. Riley, M.N.R. Ashfold,” Mechanism of ZnO Nanotube Growth by Hydrothermal Methods on ZnO Film-Coated Si Substrates”, The Journal of Physical Chemistry B, Vol. 110, pp. 15186–15192, 2006.
• [12] S. Yamabi, H. Imai,” Growth conditions for wurtzite zinc oxide films in aqueous solutions”, Journal of Materials Chemistry, Vol. 12, pp. 3773–3778, 2002.
• [13] P. O’Brien, T. Saeeda, J. Knowled,” Speciation and the nature of ZnO thin films from chemical bath deposition”, Journal of Materials Chemistry,vol. 6, pp. 1135–1139, 1996.
• [14] E. Wolska, B.S. Witkowski,M. Godlewski,” ZnO Nanopowders by a Microwave Hydrothermal Method – Influence of the Precursor Type on Grain Size”, Acta Physica Polonica A, Vol. 119, pp. 683–685, 2011.
• [15] A. Degen, M. Kosec,” Effect of pH and impurities on the surface charge of zinc oxide in aqueous solution”, Journal of the European Ceramic Society, vol. 20, pp. 667–673, 2000.
• [16] M. Haruta,” Size- and support-dependency in the catalysis of gold”, Catalysis Today, Vol. 36, pp. 153–166, 1997.
• [17] W. Paik, S. Han, W. Shin, Y. Kim,” Adsorption of Carboxylic Acids on Gold by Anodic Reaction”, Langmuir, Vol. 19, pp. 4211–4216, 2003.
• [18] R. Pietruszka, B.S. Witkowski, G. Luka, L. Wachnicki, S. Gieraltowska, K. Kopalko, E. Zielony, P. Bieganski, E. Placzek-Popko and M. Godlewski,” Photovoltaic properties of ZnO nanorods/p-type Si heterojunction structures”, Beilstein Journal of Nanotechnology, vol 5.1, pp. 173–179, 2014.

Uwagi

PL

Badania wspierane były przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Rozwoju Regionalnego, w ramach dotacji Innowacyjna Gospodarka (POIG.01.01.02-00-008/08) oraz Narodowe Centrum Nauki poprzez granty (DEC-2012/07/N/ST3/03144 i DEC-2012/06/A/ST7/00398).