Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Characterization of morphology and optical properties of SnO₂ nanowires prepared by electrospinning

Tański Tomasz, Smok Weronika, Matysiak Wiktor

Bulletin of the Polish Academy of Sciences. Technical Sciences

|

2021

|

Vol. 69, nr 5

art. no. e137507

EN

The growing interest in one-dimensional tin oxide-based nanomaterials boosts research on both high-quality nanomaterials as well as production methods. This is due to the fact that they present unique electrical and optical properties that enable their application in various (opto)electronic devices. Thus, the aim of the paper was to produce ceramic SnO₂ nanowires using electrospinning with the calcination method, and to investigate the influence of the calcination temperature on the morphology, structure and optical properties of the obtained material. A scanning electron microscope (SEM) and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) were used to examine the morphology and chemical structure of obtained nanomaterials. The optical properties of manufactured one-dimensional nanostructures were investigated using UV-Vis spectroscopy. Moreover, based on the UV-Vis spectra, the energy band gap of the prepared nanowires was determined. The analysis of the morphology of the obtained nanowires showed that both the concentration of the precursor in the spinning solution and the calcination temperature have a significant impact on the diameter of the nanowires and, consequently, on their optical properties.

2

Thin SnO2 Films Manufactured Via the Sol-Gel and Electrospinning Methods

Matysiak W., Tański T., Smok W., Polishchuk O.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2020

|

Vol. 65, iss. 2

761--765

EN

The aim of this work was to produce a thin SnO2 film by a technique combining the sol-gel method and electrospinning from a solution based on polyvinylpyrrolidone and a tin chloride pentahydrate as a precursor. The spinning solution was subjected to an electrospinning process, and then the obtained nanofiber mats were calcined for 10 h at 500°C. Then, the scanning electron microscopy morphology analysis and chemical composition analysis by X-ray microanalysis of the manufactured thin film was performed. It was shown that an amorphous-crystalline layer formed by the SnO2 nanofiber network was obtained. Based on the UV-Vis spectrum, the width of the energy gap of the obtained layer was determined.

3

Electrical Characteristics of Tin Oxide Films Grown by Thermal Atomic Layer Deposition

Yoon Seong Yu, Choi Byung Joon

Archives of Metallurgy and Materials

|

2020

|

Vol. 65, iss. 3

1041--1044

EN

Tin dioxide (SnO2 ) is an n-type semiconductor and has useful characteristics of high transmittance, excellent electrical properties, and chemical stability. Accordingly, it is widely used in a variety of fields, such as a gas sensor, photocatalyst, optoelectronics, and solar cell. In this study, SnO2 films are deposited by thermal atomic layer deposition (ALD) at 180°C using Tetrakis(dimethylamino)tin and water. A couple of 5.9, 7.4 and 10.1nm-thick SnO2 films are grown on SiO2 /Si substrate and then each film is annealed at 400°C in oxygen atmosphere. Current transport of SnO2 films are analyzed by measuring current – voltage characteristics from room temperature to 150°C. It is concluded that electrical property of SnO2 film is concurrently affected by its semiconducting nature and oxidative adsorption on the surface.

4

Temperature Effect on the Growth Rate and Physical Characteristics of SnO2 Thin Films Grown by Atomic Layer Deposition

Kim D., Kim D. H., Riu D.-H., Choi B. J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2018

|

Vol. 63, iss. 2

1061--1064

EN

Among the various thin film coating techniques, atomic layer deposition (ALD) has features of good controllability of the thickness, excellent step-coverage in 3-dimensional object even in the sub-nm thickness range at the relatively low deposition temperature. In this study, SnO2 thin films were grown by ALD in the variation of substrate temperatures from 150 to 250°C. Even such a low temperature may influence on the growth kinetics of the ALD reaction and thus the physical characteristics of thin films, such as crystallinity, film density and optical band gap, etc. We observed the decrease of the growth rate with increasing substrate temperature, at the same time, the density of the film was decreased with increasing temperature. Steric hindrance effect of the precursor molecule was attributed to the inverse relationship of the growth temperature and growth rate as well as the film density. Optical indirect band gap energy (~3.6 eV) of the ALD-grown amorphous SnO2 films grown at 150°C was similar with that of the literature value, while slightly lower band gap energy (~3.4 eV) was acquired at the films grown at higher temperature.

5

Parameter Characterization in Processing of Silver - Aluminum Based Electrical Contact Materials

Praveen Kumar S., Parameshwaran R., Ananthi A., Jenil Jaba Sam J.

Archives of Metallurgy and Materials

|

2017

|

Vol. 62, iss. 3

1895--1901

EN

An electrical contractor is one which plays significant role in day todays life in industries as well as in home appliances. In current scenario the materials for conducting purpose has an overwhelming research capability. Now a day the silver based electrical contact composite material have provided the potential applications in aerospace and automobile industries. Among silver based contact material the silver cadmium oxide and silver tin oxide plays a vital role in fabrication of electrical contactors. In this research an attempt has been made to study the influence of adding Aluminum with silver based electrical contact composite materials by two different processing routes namely stir-casting and powder metallurgy. Silver and aluminum matrix plays a virtual role in composite world owing to their highest conductivity. Optimum parameters were identified for attaining the maximum properties such as conductivity, hardness, density, and porosity of composition. By this better conducting property and mechanical property of the electrical contact can be improved by this system. Thus a screening test has be conducted with addition of Al with silver tin oxide compositions hence this paper aims to process the aluminum – silver based electrical contact materials by stir casting processing and powder metallurgy route and compare the results obtained.

6

Sieciowanie kauczuku chloroprenowego tlenkiem cyny

Smejda-Krzewicka A., Rzymski W. M., Kowalski D.

Polimery

|

2015

|

T. 60, nr 3

186--191

PL

Przedstawiono nową metodę sieciowania kauczuku chloroprenowego (CR) za pomocą tlenku cyny (SnO). Najlepsze właściwości mechaniczne wykazały wulkanizaty usieciowane tlenkiem cyny w ilości 1—2 cz. mas./100 cz. mas. CR (phr), tj. zdecydowanie mniejszej niż ilości ZnO i MgO użyte do standardowego sieciowania CR. Stwierdzono, że wytrzymałość na rozciąganie wulkanizatu CR usieciowanego tlenkiem cyny jest większa niż wulkanizatu CR usieciowanego standardowo. Oznaczone wartości objętościowego pęcznienia równowagowego i stałych elastyczności świadczą o obecności większej liczby wiązań intermolekularnych. Wykazano, że wprowadzenie do mieszanki kauczukowej krzemionki lub sadzy zwiększyło wytrzymałość na rozciąganie wulkanizatu usieciowanego za pomocą 1 phr SnO, natomiast dodanie kaolinu — nieznacznie pogorszyło właściwości mechaniczne wulkanizatów, jednak wyraźnie zmniejszyło ich palność, o czym świadczy większa wartość wskaźnika tlenowego (OI).

EN

A new method of cross-linking chloroprene rubber (CR) with tin oxide (SnO) is presented. From the viewpoint of the mechanical properties, the optimal SnO contentis between 1 and 2 phr of CR (Table 1, Fig. 1), i.e. definitely less than the amount of ZnO and MgO typically used in CR cross-linking. CR vulcanizate cured with tin oxide demonstrates significantly higher tensile strength than CR cross-linked using a conventional mixture of ZnO and MgO. The determined values of equilibrium volume swelling and Mooney-Rivlin elasticity constants indicate a greater number of intermolecular cross-links. It was found that the incorporation of silica or carbon black into CR leads to an increase in the tensile strength of the vulcanizate crosslinked with 1 phr SnO (Table 2). Although the addition of kaolin to CR cured with SnO results in a slight decrease in the mechanical properties of vulcanizates, it causes a marked reduction of their flammability, as indicated by increase in the oxygen index value (Fig. 2).

7

Wpływ trawienia plazmą na wybrane parametry cienkich warstw CdTe i SnO2 dla zastosowań fotowoltaicznych

Lichograj R., Olchowik J. M., Lichograj P., Czernik S.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2015

|

z. 62, nr 2

275--287

PL

Powszechnie wiadomo, iż w oddziaływaniu fotonów z materią może dojść do odbicia, absorbcji i przenikania. W rozwiązaniach fotowoltaicznych, możliwość pomiaru i kontroli tych zjawisk na poziomie badań i produkcji ma kluczowe znaczenie w odniesieniu do ich późniejszej wydajności. Możliwość kontroli grubości warstw w czasie ich nanoszenia metodą napylania magnetronowego, czy też ich redukowania stosując trawienie plazmą, pozwala na dobór optymalnych parametrów optycznych i elektrycznych tworzonych ogniw cienkowarstwowych. W niniejszej pracy trawiono plazmą cienkie warstwy CdTe i SnO2, naniesione we wcześniejszym etapie metodą rozpylania magnetronowego w próżni. Określono parametry technologiczne napylania magnetronowego i trawienia plazmą wpływające na właściwości warstw. Warstwy obrazowano przy użyciu AFM, natomiast pomiary grubości i pomiary współczynnika odbicia dokonano z wykorzystaniem elipsometrii. Przeprowadzone badania wykazały, że trawienie plazmą cienkich warstw w istotny sposób wpływa na zmianę ich refleksyjności (zarówno warstwy półprzewodnika ditlenku cyny jak i tellurku kadmu). Wykazano również ścisły związek użytej mocy i czasu trawienia z redukcją grubości warstwy. Obrazowanie AFM uwidoczniło zmiany w wielkości i ilości ziaren powierzchni trawionych warstw i wzrost ich nieregularności ułożenia, wraz ze zmieniającymi się parametrami procesu. Stwierdzono możliwość całkowitego usunięcia cienkich warstw w procesie trawienia plazmą i w efekcie możliwość uszkodzenia podłoża warstw trawionych co jednak wymaga dalszych badań w tym zakresie.

EN

It is well known that the reaction of photons with matter may lead to reflection, absorption and permeation. In the photovoltaic solutions, the ability to measure and control these phenomena at the level of research and production is crucial in terms of their performance and quality. The ability to control the thickness of the layers at the time of applying magnetron sputtering method or the plasma etching using a reduction allows for selection of the optimum optical and electrical parameters of the formed thin-layer cells. In this study, plasma was digested with thin layers of CdTe and SnO2, deposited by magnetron sputtering in a vacuum. Technological parameters of magnetron sputtering and plasma etching affecting the properties of layers have been specified. The layers were imaged using AFM, and the measurements of the thickness and reflectance measurements were made with the use of ellipsometry. The study showed the plasma etching of thin layers is an important contribution to change their reflectivity (both layers of semiconductors - tin dioxide and cadmium telluride). It was demonstrated the close relationship of the applied power and etching time with the reduction of the layer thickness. AFM imaging revealed changes in the size and number of grains etched surface layers and an increase of their irregular arrangement, together with changing process parameters. The possibility of complete removal of thin layers of plasma etching process, resulting in possible damage to the substrate etched layers has been stated, however, it requires further research in this area.

8

Charakterystyka AFM cienkich warstw SnO2 uzyskanych podczas sputteringu magnetronowego przy wybranych warunkach procesu

Grudniewski T., Lubańska Z., Czernik S.

Czasopismo Inżynierii Lądowej, Środowiska i Architektury / Journal of Civil Engineering, Environment and Architecture

|

2015

|

z. 62, nr 2

99--106

PL

Mikroskopia sił atomowych (AFM-Atomic Force Microscopy) znajduje obecnie szerokie zastosowanie w dziedzinie charakteryzacji materiałów elektronicznych [1,2]. Oprócz precyzyjnego pomiaru topografii powierzchni z rozdzielczością umożliwiającą obserwowanie warstw atomowych, współczesne urządzenia tego typu oferują wiele dodatkowych możliwości, obejmujących badanie właściwości elektrycznych, magnetycznych jak i zmian zachodzących przy wahaniach temperatury. Jednym z zastosowań może być charakteryzacja otrzymanych warstw na podstawie obserwowanych obrazów struktur oraz powiązanie obserwowanej struktury z parametrami elektro-optycznymi. Szczególnie interesujące są struktury przewodzące prąd, przeźroczyste oraz takie, które absorbują jak najwięcej energii z padającego promieniowania [3-7]. Autorzy w niniejszej pracy wykonali badania metodą mikroskopii sił atomowych (AFM NT-MDT Ntegra Spectra C – Rys.1.) cienkich warstw SnO2 otrzymanych w procesie napylania w Line 440 Alliance Concept. Postanowiono zbadać zależności pomiędzy topografią warstw a temperaturą procesu napylania, ilością gazów biorących udział w procesie oraz równolegle własnościami elektrycznymi. Starano się odszukać zależności umożliwiające charakteryzowanie parametrów elektro-optycznych warstw SnO2 (uzyskiwanych w różnych temperaturach) w oparciu o obrazy pozyskane techniką AFM. Autorzy uważają, że badania struktur z wykorzystaniem AFM usprawnią dobór procesów napylania celem otrzymania oczekiwanych własności elektrycznych i optycznych. Otrzymane podczas prac rezultaty pozwalają na chwilę obecną skorelować własności elektro-optyczne warstw z ich topografią oraz procesami wytwarzania. Przeprowadzone eksperymenty pozwoliły w fazie finalnej na otrzyanie przezroczystych tlenków SnO2 o zakładanej rezystancji.

EN

Atomic force microscopy is one of the most popular method used in surface imaging. This method allows to measure the surface topography and determine the dimensions of the structures in the subatomic resolution [1]. Due to its properties, it can be applied to the measurement of conductors and semiconductor surfaces prepared in various processes. The experiment is focused on SnO2 and ITO thin layers which can be used as transparent electrodes [2]. The authors are trying to illustrate the correlation between process parameters - creation of semiconductor in magnetron sputtering by different process conditions (temperature and cooling process, gas pressure and composition), surface of the sample and its other electro-optical parameters. The authors of this research performed experiments using atomic force microscope (AFM NT-MDT Ntegra Spectra C - Fig.1.). SnO2 thin films were prepared in a sputtering system Line 440 Alliance Concept. It was decided to examine the relationship between the topography of the layers and the temperature of the sputtering process, the amount of gas involved in the process and parallel electrical properties. Attempts were made to find a relationship permitting the characterization of the electro-optical parameters SnO2 layer (obtained at different temperatures) based on the obtained AFM images. The authors believe that the study of structures using AFM facilitate the selection process in order to obtain the expected sputtering electrical and optical properties. Results obtained during the work permit at the moment correlate the electro-optical properties of the layers of their topography and manufacturing processes.

9

Synthesis and characterization of tin oxide nanoparticles via the Co-precipitation method

Tazikeh S, Akbari A, Talebi A, Talebi E

Materials Science Poland

|

2014

|

Vol. 32, No. 1

98--101

EN

The present study illustrates the characteristics and co-precipitation method for synthesis of tin oxide nanoparticles. The tin oxide nanoparticles were produced using tin chloride, Triton X-100 and ammonia precipitators. Structure, size and surface morphology of the tin oxide was studied by X-ray diffraction (XRD), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and scanning electron microscopy (SEM). The results show sphere shaped tin oxide nanoparticles without chlorine contamination. The crystallite size determined by the Scherrer formula is about 23 nm. Lattice parameters calculated by Nelson-Riley equation show high quality of crystallization.

10

Otrzymywanie cienkich warstw SnO2 dla fotowoltaicznych materiałów elektrodowych przy użyciu techniki zol-żel

Martyła A., Majchrzycki Ł, Marciniak P., Sztorch B., Kopczyk M., Przekop R.

Chemik

|

2013

|

Vol. 67, nr 12

1207--1216

PL

Celem przeprowadzonych badań było otrzymanie cienkich warstw SnO2 na powierzchniach szklanych przy użyciu techniki zol-żel, z zastosowaniem organicznych związków cyny. Warstwy otrzymywano przez nanoszenie zolu SnO2 w metanolu techniką dip coating. Otrzymana warstwa była następnie poddawana kalcynacji w atmosferze utleniającej. Otrzymano serię materiałów zawierających od 1. do 12. warstw SnO2 na powierzchni podłoża szklanego. Uzyskane warstwy poddano charakterystyce za pomocą techniki XRD, SEM, SEM-EDS, UV/VIS. Równolegle przeprowadzono badania czasowo-rozdzielcze procesu schnięcia warstwy z wykorzystaniem techniki FT-IR (ATR).

EN

The aim of the study was to obtain SnO2 thin films on glass using a sol-gel technique and organic tin compounds. The layers were prepared by dip coating deposition of SnO2 sol in methanol. The resulting layer was then subjected to a process of calcining in an oxidizing atmosphere. To give a series of materials comprising from one to twelve layers of SnO2 on the surface of the glass substrate. The obtained film was subjected to characterization by XRD, SEM, SEM-EDS and UV-Vis technique. Above that time-resolved tests of the layer drying process using the technique of FT-IR (ATR) were carried out.