Influence of proton irradiation on CuO thin films properties

• Autorzy: Ungeheuer Katarzyna , Bocirnea Amelia Elena , Pikulski Denis Alexander , Marszałek Konstanty W. , Galca Aurelian Catalin , Chojenka Juliusz , Fodor Tomas , Vad Kálmán

Identyfikatory

DOI

10.15199/48.2025.02.40

Warianty tytułu

PL

Wpływ promieniowania protonowego na właściwości cienkich warstw CuO

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Copper oxide (CuO) is a semiconductor material used in photovoltaics, sensors, and photocatalysis. In this study, the effect of proton radiation on thin layers of this oxide was investigated to simulate conditions in space. The irradiation did not significantly affect the material’s structural or optical properties. However, the surface resistance of the layers increased, along with the amount of surface adsorbates and the uniformity of the surface changed.

PL

Tlenek miedzi CuO to półprzewodnikowy materiał znajdujący zastosowanie w fotowoltaice, sensorach czy fotokatalizie. W tej pracy został zbadany wpływ promieniowania protonowego na cienkie warstwy tego tlenku, co miało na celu symulację warunków w przestrzeni kosmicznej. Napromieniowanie nie wpłynęło znacząco na właściwości strukturalne i optyczne materiału. Zwiększeniu uległ opór powierzchniowy warstw oraz ilość zanieczyszczeń na powierzchni, a także zmieniła się jej jednorodność.

Słowa kluczowe

EN

copper oxide; space environment; proton irradiation; thin film

PL

tlenek miedzi; warunki kosmiczne; promieniowanie protonowe; cienka warstwa

• Wydawca: Wydawnictwo SIGMA-NOT
• Czasopismo: Przegląd Elektrotechniczny
• Rocznik: 2025
• Tom: R. 101, nr 2
• Strony: 173--176
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Ungeheuer Katarzyna

• AGH University of Krakow, Faculty of Computer Science, Electronics and Telecommunications, Institute of Electronics, Mickiewicza ave. 30, 30-059 Kraków

• https://orcid.org/0000-0002-7945-5758

autor

Bocirnea Amelia Elena

• National Institute of Materials Physics, Atomistilor str. 405 A, Bucharest-Magurele, Romania

• https://orcid.org/0000-0002-5397-4728

autor

Pikulski Denis Alexander

• AGH Universiy of Krakow, Faculty of Metal Engineering and Industrial Computer Science, Mickiewicza ave. 30, 30-059 Kraków

• https://orcid.org/0009-0002-1488-8277

autor

Marszałek Konstanty W.

• AGH University of Krakow, Faculty of Computer Science, Electronics and Telecommunications, Institute of Electronics, Mickiewicza ave. 30, 30-059 Kraków

• https://orcid.org/0000-0002-0564-5743

autor

Galca Aurelian Catalin

• National Institute of Materials Physics, Atomistilor str. 405 A, Bucharest-Magurele, Romania

• https://orcid.org/0000-0002-1914-4210

autor

Chojenka Juliusz

• The Henryk Niewodniczański Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, Radzikowskiego str. 152, 31-342 Kraków

• https://orcid.org/0000-0002-6719-0828

autor

Fodor Tomas

• HUN-REN Institute for Nuclear Research, Bem square 18/c, 4026 Debrecen, Hungary

• https://orcid.org/0000-0002-1428-7538

autor

Vad Kálmán

• HUN-REN Institute for Nuclear Research, Bem square 18/c, 4026 Debrecen, Hungary

• https://orcid.org/0000-0003-2512-9276

Bibliografia

• [1] B. K. Meyer et al., Binary copper oxide semiconductors: From materials towards devices, Phys Status Solidi B , vol. 249 (2012) no. 8, pp. 1487–1509, doi: 10.1002/pssb.201248128.
• [2] A. Živković, A. Roldan, and N. H. De Leeuw, Density functional theory study explaining the underperformance of copper oxides as photovoltaic absorbers, Phys Rev B, vol. 99 (2019) no. 3, doi: 10.1103/PhysRevB.99.035154.
• [3] J. D. Wrbanek and S. Y. Wrbanek, Space Radiation and Impact on Instrumentation Technologies, (2020). [Online]. Available: http://www.sti.nasa.gov
• [4] E. G. Stassinopoulos and J. P. Raymond, The Space Radiation Environment for Electronics, Proceedings of the IEEE, vol. 76 (1988) no. 11
• [5] K. Ungeheuer, K. W. Marszalek, M. Mitura-Nowak, and Z. Kakol, Modification of semiconducting copper oxide thin films using ion implantation, Przeglad Elektrotechniczny, vol. 98 (2022) no. 9, pp. 255–258, doi: 10.15199/48.2022.09.60.
• [6] K. Ungeheuer, K. W. Marszalek, M. Mitura-Nowak, and A. Rydosz, Spectroscopic ellipsometry modelling of Cr+ implanted copper oxide thin films, Sci Rep, vol. 13 (2023) no. 1, doi: 10.1038/s41598-023-49133-x.
• [7] K. Ungeheuer, K. W. Marszalek, W. Tokarz, M. Perzanowski, Z. Kąkol, and M. Marszalek, DFT electronic structure investigation of chromium ion-implanted cupric oxide thin films dedicated for photovoltaic absorber layers, Sci Rep, vol. 14 (2024) no. 1, doi: 10.1038/s41598-024-70442-2.
• [8] S. Poulston, P. M. Parlett, P. Stone, and M. Bowker, Surface oxidation and reduction of CuO and Cu2O studied using XPS and XAES, Surface and Interface Analysis, vol. 24 (1996) no. 12, pp. 811–820, doi: 10.1002/(SICI)1096- 9918(199611)24:12<811::AID-SIA191>3.0.CO;2-Z.
• [9] J. F. Moulder, W. F. Stickle, P. E. Sobol and K. D. Bomben, Handbook of X-ray photoelectron spectroscopy : a reference book of standard spectra for identification and interpretation of XPS data. Physical Electronics Division, Perkin-Elmer Corp., 1992, isbn: 0-9627026-2-5.
• [10] J. A. Woollam Co Inc., “CompleteEASE Software Manual,” 2020.