研究结构、光学和电学性质的喷雾沉积锰氧化物薄膜(汇总)gydF4y2Ba

文摘gydF4y2Ba

锰氧化物薄膜是由乙酸锰的热解前驱溶液在玻璃基板上。汇总薄膜沉积在三种不同温度下即200、250、3000 c。电影是无定形沉积和多孔200 - 300纳米的厚度。薄膜是随后在5000 c在空气中退火2小时。汇总的结构、光学和电学性质研究。多晶薄膜具有立方结构可以从x射线衍射模式。的电特性研究了通过电阻率和热(TEP)功率测量。电阻率的研究进行了使用双探针法。TEP中的研究表明,n型导电影展品。光学吸收数据被用来确定(间接)带隙能量和发现随着温度的增加而增加gydF4y2Ba

关键字gydF4y2Ba

喷雾热解法(SPT)、锰氧化物薄膜、鉴定。gydF4y2Ba

介绍gydF4y2Ba

锰氧化物(MnOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba)是一种过渡金属氧化物。它是黑色的颜色,用作氧化剂,电工实习°化学催化剂(gydF4y2Ba1gydF4y2Ba),电极材料(gydF4y2Ba2gydF4y2Ba,gydF4y2Ba3gydF4y2Ba]。MnOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba不同结构的使用一些技术,如热蒸发沉积在真空gydF4y2Ba4gydF4y2Ba),M°CVD (gydF4y2Ba5gydF4y2Ba],溶胶-凝胶法[gydF4y2Ba6gydF4y2Ba],喷雾热解法[gydF4y2Ba7gydF4y2Ba]。不同结构的锰氧化物(MnO、锰gydF4y2Ba_2gydF4y2BaOgydF4y2Ba_3gydF4y2Ba,MnOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba和锰gydF4y2Ba_3gydF4y2BaOgydF4y2Ba_4gydF4y2Ba)通常是由不同煅烧条件下的化学前体。他们彼此也可以准备通过改变温度和大气(真空或空气、氧、氢等)的段烧gydF4y2Ba5gydF4y2Ba]。MnOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba准备在玻璃衬底上薄膜的形式在不同的温度通过气动喷雾热解技术及其结构、光学和电学性质进行了研究。(gydF4y2BaFig.1.1gydF4y2Ba)。gydF4y2Ba

实验公关°出场gydF4y2Ba

MnOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba薄膜被种植在玻璃基板上使用一个典型的喷雾热解技术。喷洒溶液是由溶解合适数量的前驱粉(乙酸锰)甲醇室温下根据方程,gydF4y2Ba

这个解决方案由压缩空气雾化压力的1公斤/平方厘米的超声清洗玻璃基板。喷滴进行溶剂蒸发,溶质凝结和热分解从而导致锰氧化物薄膜的形成。发生的化学反应方程,gydF4y2Ba

衬底温度维持在200°C, 250ºC和300ºC(±2ºC)通过一个小卡°夫妇作为温度控制器的传感器。喷雾率保持不变在12毫升/分钟。载气流量保持不变在15点燃/分钟。gydF4y2Ba

结果和讨论gydF4y2Ba

结构分析gydF4y2Ba

结构MnO的识别gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba从乙酸锰薄膜沉积在不同衬底温度进行了x射线衍射技术使用x射线衍射仪(飞利浦PW1710) CuKα辐射(λ= 1.5406)。样品的衍射模式获得T1、T2、T3所示gydF4y2Ba图1.2gydF4y2Ba。观察到的x射线衍射模式比较与JCPDS数据(gydF4y2Ba8gydF4y2Ba]。观察会的价值观一致的标准会”价值观和发现所有样品表现出峰值对应于(104)、(001)、(311)、(400)的飞机。转变一些山峰的存在是由于晶体中存在的内部应变的数组的成分gydF4y2Ba9gydF4y2Ba]。比较与JCPDS数据证实了Mn (OH)的形成gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba和MnOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba。相对应的标准,观察到的值(hkl)飞机中列出gydF4y2Ba表1gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

T1样品准备在较低温度为200°C由Mn (OH) 2阶段表明一个不完整的乙酸锰热分解。与TGA分析结果是一致的。它也观察到,MnO的重要性gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba阶段被发现与沉积温度的增加提高。电影准备在250°C的混合阶段Mn (OH) 2,λ- MnOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba和300°C的电影准备包括λ- MnOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba阶段。gydF4y2Ba

透光率分析gydF4y2Ba

光学吸收的电影进行了进一步的分析研究以及透光率的研究。光学吸收密度的变化“αt”的波长λ的电影进行波长范围400到800纳米的紫外线分光计。这种光学数据进一步分析计算MnO的带隙能量gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba样品使用的关系,gydF4y2Ba

在αgydF4y2Ba_ogydF4y2Ba常数,hν-photon能量,EgydF4y2Ba_ggydF4y2Ba-带隙能量gydF4y2Ba

n = 1/2直接允许过渡gydF4y2Ba

n = 2间接允许过渡gydF4y2Ba

Fig.1.3gydF4y2Ba显示的变化(αhν)gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba所有样品和Vs (hν)gydF4y2Bafig.1.4gydF4y2Ba显示的变化(αhν)gydF4y2Ba^1/2gydF4y2BaVs (hν)。直线外推法的部分情节(αhν)gydF4y2Ba^2gydF4y2BaVs (hν)零吸收系数给出的值直接带隙能量和外推的情节(αhν)gydF4y2Ba^1/2gydF4y2BaVs (hν)给间接带隙能量的值。发现间接带隙的样品温度的增加而增加。样品的直接带隙能量在250°C是最低比其他样本。透光率增加而增加衬底温度所示gydF4y2Ba图1.5gydF4y2Ba。透光率与波长测量用紫外可见-近红外分光光度计(日立330型)。gydF4y2Ba

厚度测量gydF4y2Ba

沉积薄膜的厚度(T1-T3)是衡量使用Taylor-Hobson Talystep乐器。膜厚度的变化与衬底温度所示gydF4y2Ba图1.6gydF4y2Ba。从图不断观察到膜厚度减少和衬底温度的增加。这种行为是由于蒸发率的增加的初始产品到达衬底,在衬底温度的增加。gydF4y2Ba

电气性能gydF4y2Ba

电阻率gydF4y2Ba

在这项研究中,双探针方法用于直流电阻率测量的温度范围325 K到550 K。这部电影是pastedwith银确保欧姆接触。雷竞技网页版电池充电(30 V, 6)用于电流通过这部电影。铬-镍铝镍热电偶用于测量温度。gydF4y2Ba

波动是观察到的电阻率测量沉积锰氧化物薄膜。因此,沉积基板在5000摄氏度加热2小时计算。这种诱发最大电阻率在2500 c样品三个研究沉积温度。所有电影的电阻率随温度的增加表明MnO的半导体性质gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba。gydF4y2Ba

室温电阻率进行了计算,发现105Ω厘米的顺序。室温电阻率的值为所有总结了样本Table.2电阻率对温度的依赖关系从325 K到550 K的样本所示gydF4y2Ba图1.7gydF4y2Ba。活化能的计算使用的关系,gydF4y2Ba

Ea Table.2值给出。没有系统的Ea衬底温度的变化。gydF4y2Ba

的(TEP)测量gydF4y2Ba

的热生成的emf的比率是在半导体温差。它给的信息浓度的运营商和电传导的机制。所有样品的电动势测量作为温度的函数在325 - 550 K温度范围内。TEP中的所有样本计算线性变化的斜率决定从实验数据中列出gydF4y2BaTable.2gydF4y2Ba和线性变化对所有样本所示gydF4y2Ba图1.8gydF4y2Ba。随着沉积锰氧化物薄膜给波动TEP测量由于无定形和多孔结构的电影。退火后样品放置在2500 c 5000 c 2小时给最大TEP在所有研究样本。热生成半导体中电子迁移从热到冷端和热生成的电压的极性在热端呈阳性样本,表明n型导电影展览。gydF4y2Ba

结论gydF4y2Ba

MnOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba薄膜被喷雾热解技术准备使用。结构分析揭示了电影的体积性质;它也观察到,MnO的突出gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba阶段被发现与沉积温度的增加提高。间接带隙能量的物质温度的增加而增加。的电阻率随温度的增加,表明沉积的半导体性质的电影。沉积在3000 c的的一个较低的值比其他沉积温度低。gydF4y2Ba

确认gydF4y2Ba

作者想表达真诚的感谢所有工作人员的物理系,Shivaji大学戈尔,Brahmdevdada鬃毛理工学院,Solapur和大学的合作。作者也承认收到工作人员的帮助大学科学仪器中心(USIC)和公共设施中心(CFC), Shivaji大学,戈尔。gydF4y2Ba

引用gydF4y2Ba

1. 碳氮徐k .宫崎骏T渡边。湿度传感器使用锰氧化物传感器和致动器b . 1998; 46: 87。gydF4y2Ba
2. JC Nardi。描述的李/ MnOgydF4y2Ba_2gydF4y2Ba多步放电。J Electrochem Soc。1985; 132:1787。gydF4y2Ba
3. L桑切斯,J Faray、JP Pereira-Ramos L赫尔南,J莫拉莱斯,L Tirado。低温混合尖晶石氧化物作为锂插入化合物。J板牙化学1996;6:37-39gydF4y2Ba
4. 一个Dakhel。Correllated薄锰氧化物的结构和电学性质的电影。薄固体电影。2006;496:353 - 359。gydF4y2Ba
5. 弗吉尼亚州G-O Yu IE Graboy Amelichev, AA Bosak,也是基于“增大化现实”技术Kaul B Giittler, et al。Mn3O4薄膜的结构和属性增加了金属。固态通讯。2002;124:15。gydF4y2Ba
6. KJ金,年公园。J结晶增长。2004;270:162。gydF4y2Ba
7. 年代Thirumalairajan K Girija, M Sudha, P Maadeswaran, J Chandrasekaran。光电子学和先进材料。快速通信。2008;2 (12):779 - 781。gydF4y2Ba
8. JCPDS、国际中心的衍射数据。gydF4y2Ba
9. SM帕瓦尔、AV Moholkar PS Shinde,肯塔基州Rajpure, CH Bhosale。室温CdSe薄膜的电结晶乙二醇浴。J合金Comp。2008; 459:515。gydF4y2Ba